山西环境空气质量数值预报系统研究

发布时间：2023-04-01 00:12

　　山西省作为我国重要的能源和重化工基地,随着经济规模扩大和城市化进程加快,pM2.5等环境空气污染问题日趋严重。目前,国内外开展环境空气质量数值预报和空气污染物数值模拟研究的主流模式是WRF-CHEM耦合模式。本文基于WRF-CHEM在线耦合,建立适合山西复杂下垫面情形的空气质量数值预报系统,实现高时空分辨率的典型空气污染物浓度预报。建立山西区域高分辨率环境空气质量数值预报模式。首先,确立了模式系统的嵌套网格设置和垂直分层方案;确定模式系统主要的物理过程参数化方案,更新模式城市地表,在Noah陆面过程中耦合城市冠层模块(Urban Canopy Model,UCM);确定模式系统主要的化学过程方案。改进山西区域高分辨率人为排放源清单。基于MEICV1.0排放数据,考虑各行业、二次气溶胶前体物不同成分的日变化权重因子,建立逐时排放源;将电厂等设置为高架源,其他为地面源,建立2层排放源。开展适用于山西复杂下垫面特征的边界层方案优选。针对山西冬季典型静稳天气个例,对地面气象要素、PM2.5浓度及边界层内部的动力和热力层结进行模拟分析;分析边界层内部热力层结和湍流输送差异对PM2.5浓度模拟的影...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 前言
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 空气质量数值模式
        1.2.2 边界层参数化
    1.3 研究内容和方法
第二章 资料来源和技术方案
    2.1 资料来源
        2.1.1 模式城市地表数据
        2.1.2 排放源原始数据
        2.1.3 空气污染物浓度观测数据
    2.2 技术方案
第三章 高时空分辨率山西环境空气质量数值预报模式
    3.1 中尺度气象模式与大气化学模式耦合
    3.2 模式系统主要的参数化方案
        3.2.1 模式物理过程参数化方案
        3.2.2 模式化学过程参数化方案
    3.3 模式系统垂直分层情况
    3.4 高分辨率山西区域人为排放源清单
    3.5 本章小结
第四章 模式核心技术研发
    4.1 前言
    4.2 边界层方案优选
        4.2.1 冬季典型静稳天气个例
        4.2.2 边界层参数化方案介绍
        4.2.3 地面要素模拟效果
        4.2.4 边界垂直结构对PM2.5浓度模拟的影响
    4.3 大气化学模式热启动技术
        4.3.1 热启动对模式初值场的影响
        4.3.2 热启动对模式模拟结果的影响
    4.4 本章小结
第五章 面向业务应用的环境空气质量数值预报系统
    5.1 业务化运行系统结构
    5.2 高性能计算机运行环境
    5.3 模式网格化预报产品显示平台
    5.4 模式系统预报性能检验
        5.4.1 能见度分级检验
        5.4.2 PM_2.5日均浓度数值检验
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文总结
    6.2 本文创新之处
    6.3 展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3776070