天津市空气质量预测预警系统技术研究及示范应用

　　2012年以来，我国多地尤其是京津冀区域空气重污染天气频发，引发公众对空气质量的空前关注。为科学准确地反映和评估环境空气质量状况，2012年2月29日，环境保护部正式发布新修订的《环境空气质量标准》（GB3095-2012），增加了臭氧（O3）和细颗粒物（PM2.5）两项污染物控制标准，加严了可吸入颗粒物（PM10）、二氧化氮（NO2）等污染物的限值要求；环境空气评价也由API（空气污染指数）评价转向AQI（空气质量指数）评价，评价项目由原来的3项（PMio、SO2、NO2）转变为6项（PM10、PM2.5、SO2、NO2、O3、CO），环境空气质量预测也由API时代转向AQI时代。面对新的环境形势，传统的以API预测为基础的空气质量预测模型无法预测PM2.5及O3，无法适应新的《环境空气质量标准》及环境管理需求，开发适应于新《环境空气质量标准》和管理需求的空气质量预测预报模式已势在必行。同时，2013年9月10日，国务院出台《大气污染防治行动计划》，明确要求各地建立监测预警应急体系，妥善应对重污染天气。2013年9月28日，天津市印发《天津市清新空气行动方案》，要求建立重污染天气监测预警体系，加强重污染天气预警研究，制定监测预警方案，完善监测预警系统，不断提高预测预报的准确性。基于以上背景，为适应新的环境形势，响应《大气污染防治行动计划》和《天津市清新空气行动方案》要求，《天津市空气质量预测预警系统技术研究及示范应用》编著者根据天津市污染和气象长期观测资料，系统研究了天津市重污染天气特征，建立了重污染案例库和重污染天气概念模型；开展不同季节大气污染物浓度、二次粒子反应强度及气象条件研究，确定影响二次颗粒物生成潜势的主要因素，估算不同季节、不同天气状况下二次颗粒物气态前体物的转化程度；开展天津市数值模型优化及本地化研究，构建基于NAQPMS模型、CMAQ模型、CAMx模型和WRF-Chem模型的多模式数值预报系统，形成了完善的天津市重污染天气预报预警体系，研究实现了天津市未来5～7天的空气质量预测，重污染天气过程预报准确率达90%以上，并通过GIS平台、手机APP等多种发布渠道发布预报信息。

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章 绪论
1．1 外研究现状
1．1．1 空气质量预报方法
1．1．2 空气质量业务预报系统
1．1．3 数值模式预报
1．2 研究背景与意义
1．3 主要内容
1．3．1 天津市重污染天气特征研究
1．3．2 天津市二次颗粒物生成潜势研究
1．3．3 多模式数值预报模型研究
1．3．4 重污染天气预警体系研究
1．4 研究目标
1．5 技术路线
第2章 天津市概况
2．1 地理环境
2．1．1 地理位置
2．1．2 地质条件
2．1．3 地貌特征
2．2 气候特征
2．3 经济发展情况
2．4 社会发展情况
第3章 天津市空气质量演变及影响因素
3．1 能源消耗情况
3．1．1 煤炭消耗量变化趋势
3．1．2 燃料油和燃气消耗量变化趋势
3．2 污染源排放情况
3．2．1 固定源
3．2．2 流动源
3．3 环境空气质量演变趋势
3．3．1 环境空气质量现状
3．3．2 环境空气质量变化趋势
3．3．3 小结
第4章 天津市重污染天气特征研究
4．1 重污染天气形势特征
4．1．1 重污染天气500hPa天气形势
4．1．2 重污染天气850hPa天气形势
4．1．3 重污染天气过程的地面天气形势
4．1．4 重污染天气概念模型
4．2 重污染期间气象要素特征
4．2．1 环流形势和气象要素对污染物质量浓度的影响
4．2．2 边界层特征量对污染物质量浓度的影响
4．3 重污染过程污染物分布特征
4．3．1 低压槽型重污染过程分析
4．3．2 均压场型重污染过程分析
4．3．3 高压后型重污染过程分析
4．4 典型重污染过程
4．4．1 重污染过程描述
4．4．2 天气形势背景
4．4．3 气象要素及边界层高度变化
4．4．4 湍流特征
4．4．5 雾对霾消散的影响
4．4．6 结论
4．5 总结
……
第5章 天津市二次颗粒物生成潜势研究
第6章 多模式数值预报模型研究
第7章 重污染天气预警体系研究
第8章 预测预警技术示范应用
参考文献