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HJ 1130-2020 情况氛围品质数值预告手艺规范

1 合用规模

      本规范划定了情况氛围品质数值预告形式根基请求、运算处置和成果评价方式等外容。  

      本规范合用于天下生态情况部分的情况氛围品质营业化数值预告,用于规范和指点营业化操纵的情况氛围品质数值预告形式,对其根基机能、构成和摹拟成果等方面作出划定。

2 规范性援用文件

      本规范援用了以下文件或此中的条目。但凡不注日期的援用文件,其有用版本合用于本规范。

      GB 3095 情况氛围品质规范

      HJ 633 情况氛围品质指数(AQI)手艺划定

3 术语和界说

      以下术语和界说合用于本规范。

3.1

      情况氛围品质数值预告形式 numerical forecasting model for ambient air quality

      基于大气净化物构成进程中的根基物理和化学道理,接纳数值计较方式摹拟大气净化物的排放、分散、保送、化学反映、断根等物理和化学进程,从而展望氛围品质状况的体系。

3.2

      情况氛围品质数值预告 numerical forecasting of ambient air quality

      操纵情况氛围品质数值预告形式,对大气中的重要净化物浓度实时空变更停止预告,预   测都会和地域等情况氛围品质状况和潜伏净化进程,为公家的平常糊口和出产勾当供给指点   和办事,为办理部分接纳应答办法供给迷信按照。

3.3

      形式净化源清单 model-ready pollutant emission inventory

      基于大气净化物源排放清单和源清单处置形式,连系生齿和交通路网等地舆信息数据,  按照差别范例排放源的时候分派和化学构成,按照情况氛围品质数值预告形式的时空分辩率和化学机制请求,处置取得的网格化源排放数据。

3.4

      大气化学材料异化 atmospheric chemical data assimilation

      基于最优估量实际,操纵形式状况变量的时空演化纪律和物理化学属性的延续束缚,将   多源大气化学成份观察信息不时融入到情况氛围品质形式体系中,以加倍切确地估量或展望   未知变量,减小不肯定性的方式。

4 情况氛围品质数值预告形式根基请求

4.1 空间规范规模

4.1.1 情况氛围品质数值预告形式应客观反映必然空间规模内的情况氛围品质水安然平静变更纪律,形式所操纵的空间规范规模可分为环球规范、大陆规范、地域规范和都会规范。

4.1.2 大陆规范笼盖东亚地域,空间规模凡是为 900 万平方千米以上。

4.1.3 地域规范笼盖都会群,空间规模凡是为 100900 万平方千米。

4.1.4 都会规范笼盖都会及其周边地域,空间规模凡是为 100 万平方千米以下。

4.2 空间分辩率

4.2.1 情况氛围品质数值预告形式计较地域的程度分辩率,环球规范不低于经度 1º纬度 1º,大陆规范不低于 50千米×50千米,地域规范不低于15千米×15千米,都会规范不低于5千米×5 千米。

5.1.1 形式计较地域的垂直层数不少于10层,此中近空中1千米内垂直层数不少于5层。

5.1.2 形式净化源清单空间分辩率应与数值预告形式计较地域的空间分辩率分歧。

4.3 预告时长

4.3.1 环球和大陆规范形式计较的预告时长不少于 7 天。

4.3.2 地域规范形式计较的预告时长不少于 7 天。

4.3.3 都会规范形式计较的预告时长不少于 5 天。

4.4 预告输入时候距离

情况氛围品质数值预告形式相邻两次摹拟成果输入的时候距离应在 1 小时(含)之内。

5 情况氛围品质数值预告形式运算处置

5.1 形式净化源清单前处置

5.1.1 重要目标是将大气净化物源排放清单转换成网格化、逐小时的形式净化源清单。

5.1.2 输入参数包罗地域大气净化物源排放清单、时候和空间分派系数、化学成份谱等。

5.1.3 大气净化物源排放清单根基属性包罗基准年、笼盖规模、排放净化物品种、排放来历分类、时候和空间分辩率等。

5.1.4 排放来历种别包罗电厂、产业、交通、住民、农业、生物资熄灭、扬尘、自然源等。

5.1.5 排放净化物品种包罗细颗粒物(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)、二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)、无机碳(OC)、黑炭(BC)、氨(NH3)、挥发性无机物(VOCs)等。

5.1.6 按照时候和空间分派系数对大气净化物源排放清单停止时候和空间分派,包罗生齿密度、地盘操纵等空间分派因子和差别范例排放来历的月变更、周变更和日变更等时候分派   因子。

5.1.7 按照化学成份谱对排放净化物停止化学构成份派。

5.1.8 若有前提,可接纳静态更新的净化源清单数据。

5.2 形式景象形象预告场前处置

5.2.1 重要目标是将景象形象预告形式的原始输入成果转化为情况氛围品质数值预告形式的输入景象形象预告场,应包罗诊断阐发、单元转换、空间插值和格局转换。

5.2.2 景象形象预告场根基属性应包罗肇端时辰、时候和空间规模、时候和空间分辩率、地域网格坐标参数、边境层计划、辐射计划、陆面进程计划和成云参数化计划等。

5.2.3 景象形象身分应包罗气温、气压、湿度、风、降水、云、辐射等。

5.3 初始与边境前提设置

5.3.1 重要目标是为情况氛围品质数值预告形式供给运转初始值和最外层形式计较地域的边境值。

5.3.2 初始值指肇端时辰形式计较地域净化物的浓度值,取得方式有:(1)从已取得的形式输入或阐发材料中提取处置;(2)大气化学材料异化;(3)设置为缺省值。

5.3.3 边境值指预告时段内最外层形式计较地域边境上净化物的浓度值,取得方式有:(1)从环球形式的预告成果中提取;(2)设置为缺省值。

5.4 大气化学传输运算

5.4.1 重要目标是用数学方程组表征净化物在大气中生消演化的物理化学进程,计较净化物浓度的时空散布。

5.4.2 输入参数包罗形式净化源清单、形式景象形象预告场、形式初始和边境前提和地舆经纬度材料等。

5.4.3 重要物理化学进程应包罗排放、平流、分散、对流、干沉降、湿沉降、气相化学、液相化学、无机气溶胶化学、无机气溶胶化学及多相化学反映等。

5.4.4 连系计较地域地形特色、景象形象前提、净化物排放特点等身分,设置物理化学进程关头参数最优化计划组合。

5.4.5 有前提时可停止大气化学材料异化,用最优插值、三维变分、四维变分、调集卡尔曼滤波等方式,阐发融会观察数据和形式预告数据。

5.5 预告产物输入

5.5.1 重要目标是对形式原始输入成果停止数据提取、诊断阐发、单元换算、网格坐标和数据格局转换等,建造氛围品质预告产物。

5.5.2 氛围品质预告根基产物应包罗PM2.5PM10COO3NO2SO2等重要净化物浓度和氛围品质指数(AQI)的时空散布。

5.5.3 氛围品质预告的可选产物包罗颗粒物组分、净化来历进献率、净化潜势、沙尘、气溶胶光学厚度等。

5.5.4 景象形象前提预告根基产物应包罗风向、风速、降水、气温、气压、绝对湿度、辐射量、云量的空间散布等,其余产物可包罗边境层高度、大气能见度、大气不变度、前后向轨迹等。

6 情况氛围品质数值预告形式成果评价方式

6.1 评价内容

6.1.1 操纵情况氛围品质数值预告形式时,应答其预告成果停止评价。

6.1.2 评价工具:包罗 PM2.5PM10COO3NO2SO2 浓度,AQIAQI 级别,重要净化物。

6.1.3 评价种别:包罗单项净化物浓度预告统计评价、氛围品质指数预告评价、重净化天预告评价。

6.1.4 评价时效:对氛围品质数值预告形式提早 24 小时、48 小时、72 小时等预告成果别离停止评价。

6.1.5 评价周期:对情况氛围品质数值预告成果停止季度和年度评价;如停止月度评价, 可参照履行本规范。

6.1.6 评价所用实况数据:天下情况氛围品质指数日报宣布的都会AQI 和各项净化物浓度。

6.1.7 预告成果处置和计较:参照 GB 3095 HJ 633,按照氛围品质指数计较方式、重要净化物肯定方式和氛围品质指数级别界说对数值预告成果停止处置和计较。

6.2 单项净化物浓度预告统计评价

6.2.1 单项净化物浓度预告统计评价是指经由过程各项净化物浓度数值预告成果与实况的偏差、  偏差和相干性等方面的阐发,评价数值形式对都会各项净化物的预告成果。评价内容重要包罗规范化均匀偏差、均方根偏差和相干系数。

6.2.2 规范化均匀偏差(Normalized Mean Bias, NMB

 

      式中:

      NMB——规范化均匀偏差;

      N——到场计较的样本对个数;

      Fi——第 i 个样本对中,净化物数值预告浓度值;

      Oi——第 i 个样本对中,净化物实况浓度值。

6.2.3 均方根偏差(Root Mean Square Error, RMSE

 

      式中:

      RMSE——均方根偏差;

      N——到场计较的样本对个数;

      Fi——第 i 个样本对中,净化物数值预告浓度值;

      Oi——第 i 个样本对中,净化物实况浓度值。

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