多尺度空氣質量預報對接技術研究與應用

　　隨著工業(yè)化與城市化進程的高速推進，我國大氣污染狀況愈加嚴峻，污染類型正從以一次污染物為主的煤煙型污染轉變?yōu)橐淮挝廴?、二次污染并存的復合型污染，從城市的局地污染發(fā)展為城市群的區(qū)域污染，灰霾天氣、光化學煙霧、酸沉降等多種問題并存，出現(xiàn)煤煙型與氧化型污染共存、局地污染與區(qū)域污染相疊加、污染物之間相互耦合的復合型大氣污染?！笆晃濉逼陂g，我國雖實現(xiàn)了二氧化硫（SO2）排放總量減少10%的約束性指標，城市大氣S02和可吸人顆粒物（PM10）濃度明顯下降，但以細顆粒物（PM2.5）和臭氧（O3）為代表的二次污染仍十分嚴重，年平均濃度超過發(fā)達國家3～5倍，低能見度的范圍和程度逐年擴展，我國東部多次出現(xiàn)持續(xù)時間長、影響范圍大的重污染過程，嚴重影響環(huán)境空氣質量和人體健康，同時也給交通出行造成重大影響，引起公眾、媒體和政府的極大關注。厘清污染來源、削減污染排放、逐步改善環(huán)境空氣質量、減輕空氣污染影響，已成為從公眾到政府的共識?？諝赓|量預報預警是減輕空氣污染影響的重要手段。及時、準確地發(fā)布空氣質量預報預警信息，一方面，可以滿足公眾的環(huán)境知情權，提醒人們在重污染事件發(fā)生之前做好預防工作，減少在污染空氣中的暴露時間，緩解空氣污染造成的身心危害；另一方面，可幫助環(huán)境管理部門掌握未來空氣質量發(fā)展演變態(tài)勢，為重污染天氣下應急預案的啟動、應急控制措施的實施提供指導意見。因此，建立全國空氣質量預報預警業(yè)務體系是當前環(huán)境管理的迫切需求和重要任務。我國政府高度重視大氣環(huán)境污染的綜合防治。2009年時任國務院副總理李克強指出：“讓群眾呼吸清潔的空氣，關系老百姓切身利益，關系經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展”，并強調要繼續(xù)加強區(qū)域大氣污染聯(lián)防聯(lián)控，加大S02、煙塵、粉塵、PM2.5、揮發(fā)性有機物、有毒有害物質控制和汽車尾氣治理力度，實現(xiàn)“藍天白云，宜居宜人”。《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》將環(huán)境列為重點領域，明確提出要“重點研究開發(fā)區(qū)域環(huán)境質量監(jiān)測預警技術”“突破城市群大氣污染控制等關鍵技術”和“重點研究開發(fā)大尺度環(huán)境變化準確監(jiān)測技術”。《國務院關于落實科學發(fā)展觀加強環(huán)境保護的決定》提出要“建立先進的環(huán)境監(jiān)測體系，全面反映環(huán)境質量狀況和趨勢，準確預警各類環(huán)境突發(fā)事件”。科學技術部和原環(huán)境保護部組織制定的《藍天科技工程“十二五”專項規(guī)劃》，提出以“大氣環(huán)境監(jiān)測和預警技術”為優(yōu)先領域和重點任務，并指出需加強“研究不同尺度污染相互作用以及污染與氣象雙向反饋機理，構建多尺度大氣化學一氣象過程耦合的區(qū)域空氣質量多模式預報預警業(yè)務化系統(tǒng)，開展重點地區(qū)環(huán)境空氣質量業(yè)務化試驗預報”。國務院發(fā)布的“大氣污染防治行動計劃”也明確要“建立監(jiān)測預警體系，妥善應對重污染天氣”，并要求“到2014年，京津冀、長三角、珠三角區(qū)域要完成區(qū)域、省、市級重污染天氣監(jiān)測預警系統(tǒng)建設；其他?。▍^(qū)、市）、副省級市、省會城市于2015年年底前完成”。由此可見，開展空氣質量預報預警能力建設是我國環(huán)境保護中長期科技發(fā)展的重要戰(zhàn)略需求。當前，我國重點區(qū)域和城市基本建立了空氣質量業(yè)務預報系統(tǒng)，但個別省份和地級市的空氣質量預報能力仍嚴重不足。此外，近幾年部分地區(qū)、城市在開展空氣質量業(yè)務預報嘗試過程中也碰到了很多問題和困難，如空氣質量預報模式的建立和應用過于復雜、昂貴；缺乏空氣質量預報產(chǎn)品、流程等的標準和規(guī)范；各級部門各自為政，缺乏上下級間的預報指導和產(chǎn)品共享；空氣質量業(yè)務預報人員嚴重缺乏；空氣質量數(shù)值預報關鍵技術支撐嚴重不足等。因此，面向業(yè)務實際需求，研究多尺度空氣質量預報對接技術（包括排放清單一模式對接、化學機理一模式對接、不同尺度模式對接、上下級預報產(chǎn)品對接），研發(fā)空氣質量預報產(chǎn)品交換發(fā)布系統(tǒng)和軟硬件一體化的省市級預報系統(tǒng)，可為各環(huán)保部門空氣質量預報能力建設提供有效技術支撐并大幅提升其數(shù)值預報能力，同時也可為國家一區(qū)域一省級一市級一體化的空氣質量業(yè)務預報體系奠定基礎技術框架。

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