北京市城六区2018 年空气质量数值预报效果评估

作者：徐旗,吴其重,李冬青,王晓彦,王辉,王蓉蓉,肖晗,陈焕盛

摘要：为更好地改进提高模式预报性能,评估了新一代WRF-CMAQ(Weather Research and Forecasting model-Community Multi-scale Air Quality model)模式系统的不同网格分辨率预报产品对2018年北京市城六区空气质量预报结果的影响。分析表明:(1)基于首要污染物为PM2.5的预报数据集,模式系统1 km网格分辨率(BJ01)和3 km网格分辨率(BJ03)等级准确率优于官方预报结果,模式系统BJ01和BJ03区域4天内预报等级准确率均达到50%以上,24 h内准确率达60%以上,官方预报24 h内等级准确率为59%。本文引入预报综合评分法,基于IAQI(Individual Air Quality Index)和等级级别正确性双因素的预报综合评分结果显示,模式系统BJ03得分75.0分最高,BJ01次之,优于官方预报结果,模式9 km网格分辨率(BJ09)得分69.1分最低。(2)基于模式系统2018年长时间序列预报结果分析表明:模式系统预报的PM2.5浓度与实测的变化趋势较为一致,其中模式系统BJ03结果与实测PM2.5浓度相关系数达0.76,覆盖区域较大的BJ03和BJ09对PM2.5浓度峰值模拟较好。中重度污染过程的PM2.5浓度峰值模式预测误差表明,不同分辨率模式预报峰值误差的变化趋势基本一致,覆盖区域更大的粗分辨率模式预报结果高于覆盖区域小的细分辨率模式预报结果。与预报综合评分结果一致,统计分析结果也表明BJ03区域预报效果最好,平均偏差为0.83μg/m^3;而BJ01区域预报整体偏低,BJ09区域预报整体偏高。(3)基于不同网格分辨率预报效果的空间差异性分析表明:同一站点在不同分辨率上表现不一致,BJ01区域中农展馆站表现最好,BJ03区域中万柳站表现最好,BJ09区域中东四站表现最好。

发文机构：北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院 中国环境监测总站国家环境保护环境监测质量控制重点实验室 中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室

关键词：空气质量预报CMAQ模式PM2.5效果评估Air quality forecastCMAQ modelPM2.5Model performance

分类号： X513[环境科学与工程—环境工程]