北京市城六區2018 年空氣質量數值預報效果評估

作者：徐旗,吳其重,李冬青,王曉彥,王輝,王蓉蓉,肖晗,陳煥盛

摘要：為更好地改進提高模式預報性能,評估了新一代WRF-CMAQ(Weather Research and Forecasting model-Community Multi-scale Air Quality model)模式系統的不同網格分辨率預報產品對2018年北京市城六區空氣質量預報結果的影響。分析表明:(1)基于首要污染物為PM2.5的預報數據集,模式系統1 km網格分辨率(BJ01)和3 km網格分辨率(BJ03)等級準確率優于官方預報結果,模式系統BJ01和BJ03區域4天內預報等級準確率均達到50%以上,24 h內準確率達60%以上,官方預報24 h內等級準確率為59%。本文引入預報綜合評分法,基于IAQI(Individual Air Quality Index)和等級級別正確性雙因素的預報綜合評分結果顯示,模式系統BJ03得分75.0分最高,BJ01次之,優于官方預報結果,模式9 km網格分辨率(BJ09)得分69.1分最低。(2)基于模式系統2018年長時間序列預報結果分析表明:模式系統預報的PM2.5濃度與實測的變化趨勢較為一致,其中模式系統BJ03結果與實測PM2.5濃度相關系數達0.76,覆蓋區域較大的BJ03和BJ09對PM2.5濃度峰值模擬較好。中重度污染過程的PM2.5濃度峰值模式預測誤差表明,不同分辨率模式預報峰值誤差的變化趨勢基本一致,覆蓋區域更大的粗分辨率模式預報結果高于覆蓋區域小的細分辨率模式預報結果。與預報綜合評分結果一致,統計分析結果也表明BJ03區域預報效果最好,平均偏差為0.83μg/m^3;而BJ01區域預報整體偏低,BJ09區域預報整體偏高。(3)基于不同網格分辨率預報效果的空間差異性分析表明:同一站點在不同分辨率上表現不一致,BJ01區域中農展館站表現最好,BJ03區域中萬柳站表現最好,BJ09區域中東四站表現最好。

發文機構：北京師范大學全球變化與地球系統科學研究院 中國環境監測總站國家環境保護環境監測質量控制重點實驗室 中國科學院大氣物理研究所大氣邊界層物理和大氣化學國家重點實驗室

關鍵詞：空氣質量預報CMAQ模式PM2.5效果評估Air quality forecastCMAQ modelPM2.5Model performance

分類號： X513[環境科學與工程—環境工程]