关键词：
WRF-CMAQ
化学初始场
中国东部
臭氧预报
PM2.5
元旦效应
摘要：
在经济发达和人口密集的中国东部地区,其大部分城市仍面临着以PM2.5为主的秋冬季空气污染和以O3为主的夏季空气污染这两大问题。本研究针对中国东部区域,基于区域尺度空气质量模式（WRF-CMAQ）,应用两种不同气象场(全球再分析资料（FNL）和全球天气预报系统（GFS）)提供的边界条件和初始条件,得到两个不同的气象模拟结果（WRF-FNL和WRF-GFS）及两个不同化学初始场。最终得到两种CMAQ的预报结果（FNL-GFS和GFS-GFS）以及一个回顾性模拟结果（FNL-FNL）,以此来研究对CMAQ模式预报臭氧的改善效果。研究发现,由FNL-GFS预测的O3浓度,比GFS-GFS的预报值更接近城市的观测结果。泰安市O3污染的来源解析表明,工业排放是最大的贡献者,占比达33%左右,其次是交通、电力和居民排放,占比分别为27%、23%和18%左右。且FNL-GFS的模拟结果比GFS-GFS更接近FNL-FNL。2015～2022年元旦期间及前后的污染物观测数据分析表明,主要大气污染物浓度逐年下降,且在2019年开始出现明显好转,同时,PM2.5、PM10、NO2、SO2和CO浓度在2019年之后均受“元旦效应”显著影响,即元旦假期后的浓度高于元旦假期前和假期期间的浓度。本研究对2022年“元旦效应”影响下的12个重点城市进行了案例研究。研究发现由人为活动造成的PM2.5增加量在1月4日最高,大部分城市最高增加100μg/m3以上。气象分析表明,地面温度较低,风速减弱,气压降低,湿度偏高时,对空气污染形成有利。源解析的结果表明,相对于元旦假期前夕和放假阶段,元旦假期结束时大部分城市的本地排放源显著增加,而造成这种时空分布上的变化的主要行业来源是工业源和交通源。本研究结果为我国今后大气污染治理工作的重点提供参考依据,并为当前空气质量管理中更好地预报污染物浓度提供思路。
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