气象-气溶胶资料联合同化对秋季PM2.5 浓度模拟的影响研究*
2021-07-28宋佳琨陈耀登
宋佳琨 陈耀登 陈 丹
1.南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心,南京,210044
2.北京城市气象研究院,北京,100089
1 引言
大气气溶胶影响区域空气质量、人类健康、区域和全球气候(Wang,et al,2016;Li,et al,2017)。近年来,虽然中国政府实施了严格的污染减排政策,但是很多地区细颗粒物(Particulate Matter,PM)浓度仍然超过国际卫生组织设定的健康标准,高PM2.5(空气动力学直径小于2.5 μm 的细颗粒物)浓度的空气污染事件依然时有发生,特别是在华北平原(张美根,2005;庞杨等,2013;王跃思等,2014;王自发等,2014;张小曳,2014;蒋伊蓉等,2015)。气溶胶模式模拟研究也逐渐成为了科研热点和业务发展新方向(Rodwell,et al,2008;Mulcahy,et al,2014)。目前大气化学模式研究大多集中于严重污染过程频发的秋冬季(张人禾等,2014;Wang,et al,2014;Zhang,et al,2015),对于初秋时(9月下旬至10月底)的模式模拟性能认知较少,实际上秋季的污染也比较严重,污染事件中气溶胶浓度峰值也比较高(Yang,et al,2015)。近年来,随着冬季污染减排力度的不断增强和冬季极端污染事件的减少,秋季大气污染事件越来越受到重视,亟需开展秋季气溶胶模拟和研究。
在现有的模式研究中,大多采用天气预报模式(如WRF)与化学模式相结合,实现气溶胶与气象的在线耦合(如WRF/Chem)用于开展污染天气过程和污染物浓度的模拟分析(Crippa,et al,2019)。大气化学模式中气溶胶模拟受化学机理表达、气象初始/边界条件、化学边界/初始条件以及排放输入等多方面不确定性的影响,模拟偏差较大(Ma,et al,2019)。
为了能更好地开展气溶胶模拟研究,需要开展相关资料同化工作以改进模式的初始状态(朱江等,2018)。……
