竇 乾 張 良
(1邢臺市環(huán)境保護(hù)局南和縣分局 河北邢臺 054400 2河北省環(huán)境應(yīng)急與重污染天氣預(yù)警中心 河北石家莊 050001)
空氣質(zhì)量是直接影響我們?nèi)祟惿婧桶l(fā)展的重要因素,但是,隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,社會(huì)的不斷進(jìn)步,空氣質(zhì)量卻直線下降,影響著我們的身體健康。因此,城市空氣質(zhì)量的數(shù)值預(yù)報(bào)很重要,能夠精準(zhǔn)的為空氣管理部門提供數(shù)據(jù),以便凈化城市空氣。
對于我國城市空氣質(zhì)量數(shù)值預(yù)報(bào)的模式,從現(xiàn)在來看主要有兩大類,其一是大氣污染的輸送和擴(kuò)散化學(xué)模式。其二,是多尺度的氣象模式[1]。
其中,ACTDM就是一種包括了多種物質(zhì)擴(kuò)散,化學(xué)轉(zhuǎn)換,以及輸送,干濕沉積物的污染濃度的一種預(yù)報(bào)模式,它利用的是坐標(biāo)系中,地形不斷變化的一種化學(xué)物質(zhì)的守恒方程式,利用CB4體系,研究36類物質(zhì)發(fā)生的72種反應(yīng)以及11種光解反應(yīng)。而對于光解的參數(shù)利用的是Madronich計(jì)算方式,使用氣體溶膠的吸收和散射以及類似分子,同時(shí),對于參數(shù)的計(jì)算包含了O3和O2吸收截面,以及地球之外的太陽輻射光線,以及散射的界面,這些數(shù)據(jù)隨著維度和季節(jié)變化后的空氣溫度和密度,以及氣溶膠的變化系數(shù),臭氧的總數(shù)量等等。對于物種濃度的計(jì)算需要使用分裂的算子方法,該模式結(jié)構(gòu)列出了污染物的濃度變化以及三位分布。
而多尺度的氣象預(yù)報(bào)有兩種,一種是中尺度的氣象模式,一種是能夠反應(yīng)出城市中局部地區(qū)動(dòng)力強(qiáng)迫和熱力影響下的大氣邊界層模式。
中尺度的氣象模式是美國大氣的科學(xué)研究中心和一所濱州的大學(xué)聯(lián)合發(fā)布的,至今為止該模式使用的較為廣泛,它不僅包括了天氣變化下涉及到的物理過程,同時(shí),還能保證計(jì)算的效率極高,來對未來一天內(nèi)的天氣情況進(jìn)行預(yù)報(bào),有一定的平滑性和連續(xù)性。
作為一個(gè)由多個(gè)子模式,子模型構(gòu)造而成的NJU_CAQPS,能夠在進(jìn)行程序編寫的過程中清晰簡潔的寫出不同部分的不同功能。我們可以將該預(yù)報(bào)模式氛圍九大模塊。
regridder模塊,graph模塊,mm5topbl模塊,littler模塊,t213模塊,interp模塊,interpback模塊,mm5模塊,pbl模塊,這九大模塊的系統(tǒng)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)是使用同一批的處理文件來進(jìn)行操作的,而且具有很強(qiáng)的條理性,修改信息方便,可以移動(dòng)。在進(jìn)行一天內(nèi)的預(yù)報(bào)時(shí),不同的污染物分布情況在PIV機(jī)上要三個(gè)小時(shí)的時(shí)間[2]。
天氣預(yù)報(bào)模式的系統(tǒng)可以有效的體用污染濃度,污染物的指數(shù),以及氣象場的分布和變化的情況。通過筆者對污染物的濃度的預(yù)報(bào)結(jié)果顯示。把進(jìn)行試預(yù)報(bào)進(jìn)行期間的天氣預(yù)報(bào)的結(jié)果和實(shí)時(shí)監(jiān)測的天氣結(jié)果進(jìn)行對比,根據(jù)調(diào)查的數(shù)據(jù)顯示,對于空氣中污染物的預(yù)報(bào)以及真實(shí)檢測出的污染物濃度,比值在0.5到1.5中間,但是,從全市的平均日均值來看的話,數(shù)值在0.9到1.15之間,從一系列的數(shù)據(jù)比較中能看出,預(yù)報(bào)的結(jié)果和真實(shí)檢測出的結(jié)果數(shù)據(jù)差別不大,完全做到了模擬的效果,模擬試預(yù)報(bào)系統(tǒng)取得了良好的試驗(yàn)效果。
(1)污染物濃度預(yù)報(bào)需要經(jīng)歷一定的過程。對于城市中的污染物來說,污染物種類繁多且豐富,所以,對于濃度的研究需要經(jīng)歷一個(gè)模式系統(tǒng)到試預(yù)報(bào)系統(tǒng)再到分析結(jié)果的模式。只有將試預(yù)報(bào)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和研究,通過不斷的調(diào)整系統(tǒng)中的不足和漏洞,才能改進(jìn)預(yù)報(bào)的模式,以此來達(dá)到預(yù)報(bào)精準(zhǔn)的目的[3]。
(2)預(yù)報(bào)模式離不開豐富的資料??諝赓|(zhì)量的數(shù)值預(yù)報(bào)少不了要查看城市中的污染源,環(huán)境相關(guān)信息,以及基本的氣象資料和污染源的排放清單等等,以此來完善預(yù)報(bào)的數(shù)據(jù)體系,提高預(yù)報(bào)精準(zhǔn)度。
空氣質(zhì)量數(shù)值的預(yù)報(bào),對于城市建設(shè)以及城市的規(guī)劃,大氣的污染和環(huán)境有著非常重要的意義,只有通過精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)和污染物的預(yù)報(bào),才能夠進(jìn)行城市空氣質(zhì)量的分析,以此基礎(chǔ)上進(jìn)行城市的建設(shè),在氣象條件的評估中規(guī)劃城市的發(fā)展。在進(jìn)行規(guī)劃之前,可以預(yù)測出多種設(shè)計(jì)和規(guī)劃方案之下的環(huán)境和空氣的質(zhì)量,通過有效的模擬,來不斷的調(diào)整自身的規(guī)劃和建設(shè)。
城市空氣質(zhì)量一直都是人們最為關(guān)心的問題,合理科學(xué)的預(yù)報(bào)模式系統(tǒng)能夠有效的為城市管理和建設(shè)提供數(shù)據(jù)依據(jù),以此來不斷的調(diào)整城市發(fā)展的步伐,優(yōu)化城市發(fā)展,在減少對空氣和環(huán)境破壞的前提下,規(guī)劃城市發(fā)展,促進(jìn)城市的健康可持續(xù)。對于預(yù)報(bào)模式還需要進(jìn)一步的加大技術(shù)的研究和開發(fā),以此來提高預(yù)報(bào)的精準(zhǔn)度,為城市發(fā)展做貢獻(xiàn)。