基于相似集合预报技术的臭氧预报释用研究

作者：李梓铭; 赵秀娟^*; 孙兆彬; 徐敬; 张小玲; 邱雨露; 尹晓梅; 熊亚军; 乔林

来源：中国环境科学, 2020, 40(02): 475-484.

DOI：10.19674/j.cnki.issn1000-6923.2020.0102

• 相似集合
• RMAPS-CHEM
• 臭氧预报
• 释用

利用相似集合预报技术(An En),采用2a的睿图-化学子系统(RMAPS-CHEM)历史预报结果和观测资料,对2018年6月1日～9月30日模式在京津冀地区13个城市共70个国控站点逐小时预报的O3浓度进行了释用订正研究,结果表明:随着集合成员数的增加,An En方法的预报效果呈现出先上升后下降的趋势,并且越过临界集合成员数后,预报效果逐渐降低,因此确定14为最优集合成员数.不同预报因子的权重敏感性不同,其中以RMAPS-CHEM本身预报的O3权重最高,其它依次为2m温度、2m相对湿度、10m风速和边界层高度.经过An En方法的释用订正,有效降低了O3浓度的预报误差.An En方法对O3浓度的时空变化趋势以及浓度值大小都有很好的订正效果,从所有站点的检验结果来看,An En方法订正后的O3浓度与观测值之间的相关系数较模式结果提升68.6%,均方根误差降低25%.An En方法对O3预报释用订正的效果存在明显的区域特征和日变化特征,白天时段对预报的提升主要集中在京津冀东部地区和大城市地区,夜间主要是在城市地区更加显著;An En方法夜间的订正效果优于白天,部分站点夜间提升效果(相关系数)超过250%.An En方法订正后的O3概率密度函数整体更接近实况,特别是在O3的低值区(35μg/m3以下)和高值区(200μg/m3以上)订正效果更佳.针对典型O3污染过程中北京、天津、石家庄3个城市的对比检验表明,An En方法在0～48h的预报时效内表现优于48～96h.不同城市体现出一定的区域差异,天津最优,北京和石家庄次之.An En方法对RMAPS-CHEM预报的O3浓度订正效果整体改善明显,可以在区域光化学污染数值预报工作中进行更加广泛的应用.

• 单位
  成都信息工程大学