大气环境质量预报与预警系统的研发.pptx

数智创新变革未来大气环境质量预报与预警系统的研发1.大气环境质量预报与预警系统概述1.大气环境质量预报与预警系统研发背景1.大气环境质量预报与预警系统关键技术1.大气环境质量预报与预警系统研制流程1.大气环境质量预报与预警系统应用前景1.大气环境质量预报与预警系统研制难点1.大气环境质量预报与预警系统发展趋势1.大气环境质量预报与预警系统应用案例Contents Page目录页 大气环境质量预报与预警系统概述大气大气环环境境质质量量预报预报与与预预警系警系统统的研的研发发 大气环境质量预报与预警系统概述大气环境质量预报与预警系统概述1.大气环境质量预报与预警系统是依据空气质量预报和预警方法，对城市空气质量状况进行预测并发布预警信息，保障公众身体健康和环境保护的有效技术手段，能够提前预知空气质量将要发生的不良变化，为政府部门及公众提供合理应对和预防措施2.大气环境质量预报与预警系统一般包括数据采集与监控子系统、资料预处理子系统、数值预报子系统、信息发布与服务子系统、决策支持子系统和系统管理子系统等模块，为公众理解空气质量状况、采取必要防护措施提供了实用方便的工具3.大气环境质量预报与预警系统能够对空气质量进行定性和定量预报，及时提醒公众采取必要的防护措施，改善空气质量，保护公众健康，减少空气污染对生态环境造成的负面影响。

大气环境质量预报与预警系统概述大气环境质量预报与预警系统发展与前景1.大气环境质量预报与预警系统经历了从单一城市到区域性的发展历程，从单纯的人工预报发展到集人工预报和数值预报于一体的预报模式，从定性预报到定量预报，从单一指标预报发展到多指标预报，从对污染物的预报到对空气质量的综合预报2.大气环境质量预报与预警系统在未来将向着更加精细化、智能化、综合化和服务化等方面发展，在国家生态文明建设和环境保护中发挥着日益重要的作用3.大气环境质量预报与预警系统将与气象预报、环境监测、交通管理、公共卫生等领域加强合作，发挥大气环境质量预报预警的引领作用和基础支撑作用大气环境质量预报与预警系统研发背景大气大气环环境境质质量量预报预报与与预预警系警系统统的研的研发发 大气环境质量预报与预警系统研发背景大气环境质量预报预警系统1.大气环境质量预报预警系统（Air Quality Forecasting and Warning System,AQFW）作为一种重要的环境管理工具，可为政府部门和公众提供及时的空气质量信息，协助政府部门采取有效措施应对环境污染问题2.当前，大多数国家和地区都已建立了各自的大气环境质量预报预警系统，以满足公众对空气质量信息的需求，减少环境污染对人体健康和生态环境的影响，并指导相关部门采取必要的控制措施3.大气环境质量预报预警系统可以为政府部门、企业和公众提供准确、及时的空气质量信息，帮助政府部门制定有效的环境治理政策，减少环境污染对人体健康和生态环境的影响，并指导相关部门采取必要的控制措施。

大气环境质量预报与预警系统研发背景空气质量预报预警技术1.大气环境质量预报预警技术主要包括空气质量数值预报、数据同化、资料订正、资料分析和人工预报等，采用数值模拟的方法，对未来一定时间内的大气环境质量状况进行预测，利用各种观测数据和数值模式进行资料同化，对预报结果进行订正和分析，再结合专家经验进行人工预报，最后形成预报产品2.大气环境质量数值预报是利用大气环境数值模式，对未来一定时间内的大气环流、气象条件和污染物浓度等要素进行预测，数值模式是基于大气运动基本方程组建立的，通过求解方程组，可以得到大气环流、气象条件和污染物浓度等要素的预报值3.数据同化是将观测数据和数值模式预报结果进行融合，以提高预报的准确性，一般采用变分同化方法，将观测数据和数值模式预报结果进行最优拟合，得到最优分析场，再将最优分析场作为数值模式的初始条件，进行数值预报大气环境质量预报与预警系统研发背景大气环境质量预报预警数据1.大气环境质量预报预警数据包括气象数据、污染物排放数据和观测数据，气象数据主要包括气温、气压、风速、风向、降水、能见度等，污染物排放数据主要包括各种污染物的排放量、排放高度、排放时间等，观测数据主要包括颗粒物、一氧化碳、二氧化氮和臭氧等污染物浓度数据。

2.气象数据和污染物排放数据是数值模式需要的输入数据，观测数据是用于对数值模式预报结果进行订正和分析，提高预报的准确性，气象数据和污染物排放数据主要来源于气象局和环境保护局，观测数据主要来源于环境监测站3.大气环境质量预报预警数据质量对预报的准确性有很大的影响，因此，需要严格控制数据质量，确保数据准确、可靠，并及时更新，以提高预报的准确性大气环境质量预报与预警系统研发背景大气环境质量预报预警发布1.大气环境质量预报预警发布是指将预报结果通过各种渠道发布给政府部门、企业和公众，以便他们及时采取应对措施，预报预警产品发布的方式多种多样，包括电视、广播、报纸、网络、短信等，预报预警产品发布的时效性非常重要，需要在预报结果出来后尽快发布，以保证公众及时收到预报预警信息2.大气环境质量预报预警发布的准确性也非常重要，需要对预报结果进行严格的质量控制，确保预报结果的准确性，以提高公众对预报预警信息的信任度3.大气环境质量预报预警发布需要根据不同的受众群体采用不同的发布方式，例如，对于政府部门，可以通过电子邮箱、等方式发送预报预警信息，对于企业，可以通过短信、等方式发送预报预警信息，对于公众，可以通过电视、广播、报纸、网络等方式发布预报预警信息。

大气环境质量预报与预警系统研发背景大气环境质量预报预警应急响应1.大气环境质量预报预警应急响应是指在收到预报预警信息后，政府部门、企业和公众采取的措施，以减少环境污染对人体健康和生态环境的影响，应急响应措施包括限制交通、关闭工厂、减少户外活动等，应急响应措施的实施需要根据预报预警信息的严重程度和具体情况而定2.大气环境质量预报预警应急响应是一个非常重要的环节，可以有效减少环境污染对人体健康和生态环境的影响，因此，需要建立健全应急响应机制，明确各部门和企事业单位的职责，确保应急响应措施能够及时有效地实施3.大气环境质量预报预警应急响应需要政府部门、企业和公众的密切配合，政府部门需要及时发布预报预警信息，并组织协调应急响应工作，企业需要根据预报预警信息采取必要的措施减少污染物的排放，公众需要减少户外活动，并采取必要的防护措施大气环境质量预报与预警系统关键技术大气大气环环境境质质量量预报预报与与预预警系警系统统的研的研发发 大气环境质量预报与预警系统关键技术1.高精细度大气数值模式：发展具有较高时空分辨率的大气数值模式，实现对本地尺度气象参数的准确预测，为大气环境质量预报提供准确的气象输入2.多尺度大气数值模式：将不同尺度的大气数值模式耦合在一起，实现从全球到区域再到本地的无缝衔接，能够模拟不同尺度尺度的大气环境质量演变。

3.多物理过程大气数值模式：发展多种多样的物理过程模块，如气溶胶过程、化学过程、云过程等，并将其集成到大气数值模式中，以便更好地模拟大气环境质量变化大气环境污染物排放清单技术：1.点源排放清单：收集和整理各类点源排放源的信息，如工业企业、燃煤电厂、机动车等，建立详细的点源排放清单，为大气环境质量预报提供准确的排放输入2.面源排放清单：收集和整理各类面源排放源的信息，如农业活动、道路扬尘、生物质燃烧等，建立详细的面源排放清单，为大气环境质量预报提供准确的排放输入3.移动源排放清单：收集和整理各类移动源排放源的信息，如机动车、飞机、船舶等，建立详细的移动源排放清单，为大气环境质量预报提供准确的排放输入大气数值模式技术：大气环境质量预报与预警系统关键技术大气环境化学过程技术：1.气溶胶化学过程：研究气溶胶颗粒的形成、生长、凝结、沉降等过程，以及它们与气体污染物之间的相互作用，为大气环境质量预报提供准确的气溶胶模拟2.光化学过程：研究大气中光化学反应过程，如臭氧生成与消耗、挥发性有机物（VOCs）的氧化过程等，为大气环境质量预报提供准确的光化学模拟3.云化学过程：研究云内化学过程，如云滴中气溶胶颗粒的活化、云内气体污染物的溶解和氧化等，为大气环境质量预报提供准确的云化学模拟。

大气环境质量数值模拟技术：1.大气环境质量数值模拟：将大气数值模式、大气环境污染物排放清单、大气环境化学过程等要素耦合在一起，建立大气环境质量数值模拟模型，能够模拟大气中各种污染物的时空分布和演变2.数据同化技术：将观测数据同化到大气环境质量数值模拟模型中，以纠正模型的误差，提高模型的预测精度3.敏感性分析技术：对大气环境质量数值模拟模型的输入参数和模型结构进行敏感性分析，以确定模型对不同因素的敏感性，为模型的改进和优化提供依据大气环境质量预报与预警系统关键技术大气环境质量观测技术：1.气象观测技术：建立气象观测网络，获取气象参数（如风向、风速、温度、湿度等）的观测数据，为大气环境质量预报提供准确的气象观测资料2.大气污染物观测技术：建立大气污染物观测网络，获取大气中各种污染物（如PM2.5、PM10、SO2、NO2、O3等）的观测数据，为大气环境质量预报提供准确的大气污染物观测资料3.气溶胶观测技术：建立气溶胶观测网络，获取气溶胶颗粒的物理性质（如粒径分布、化学成分等）的观测数据，为大气环境质量预报提供准确的气溶胶观测资料大气环境质量预报与预警系统技术：1.大气环境质量预报技术：利用大气数值模式、大气环境污染物排放清单、大气环境化学过程等要素，建立大气环境质量预报模型，对未来一段时间的大气环境质量进行预报。

2.大气环境质量预警技术：利用大气环境质量预报结果，结合天气预报、空气质量标准等信息，发布大气环境质量预警信息，提醒公众注意空气污染，采取必要的防护措施大气环境质量预报与预警系统研制流程大气大气环环境境质质量量预报预报与与预预警系警系统统的研的研发发 大气环境质量预报与预警系统研制流程大气环境质量预报与预警系统总体设计1.确定预报与预警系统的目标、功能和技术指标，以及预报模式、数据同化方法、预报预警方法等主要技术方案2.解决系统建设的总体规划、分阶段实施、关键技术攻关和系统集成等问题3.针对系统稳定运行和扩展需要，制定系统应急预案、运维管理制度和系统升级改造方案数据采集与预处理1.根据预报预警系统的要求，确定数据采集点的布局和观测频次2.建立数据采集网络，包括实测数据采集、遥感数据采集和模式数据采集等3.对采集的数据进行质量控制，包括数据可靠性检查、数据一致性检查和数据完整性检查等大气环境质量预报与预警系统研制流程1.选择并优化适用于区域环境质量预报的数值预报模式，如WRF-Chem、CMAQ等2.对模式进行参数敏感性分析和改进，提高模式的准确性3.利用观测数据和遥感数据对模式进行同化，以提高模式的初始条件和边界条件。

预报与预警方法1.根据大气环境质量预报与预警系统的需求，选择合适的预报预警方法，如统计预报方法、数值预报方法和专家系统方法等2.对预报预警方法进行性能评估，选择最优方法3.将预报预警方法集成到系统中，实现预报预警功能数值预报模式 大气环境质量预报与预警系统研制流程系统评估与改进1.对系统进行全面评估，包括准确性评估、稳定性评估和可靠性评估等2.发现系统存在的问题和不足，并提出改进措施3.对系统进行改进，提高系统的性能系统应用与服务1.将系统应用于实际环境质量预报与预警工作中，并为用户提供服务2.根据实际应用中的反馈，不断改进系统3.探索系统在其他领域的应用，如灾害应急管理、农业生产管理等大气环境质量预报与预警系统应用前景大气大气环环境境质质量量预报预报与与预预警系警系统统的研的研发发 大气环境质量预报与预警系统应用前景大气环境质量预报与预警系统在城市管理中的应用前景1.提高城市空气质量管理的科学性和有效性：大气环境质量预报与预警系统可以为城市管理者提供准确的空气质量预报信息，帮助其制定科学的空气质量管理措施，有效降低空气污染对城市居民健康的影。