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《华南理工大学》 2013年
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排放源清单及点源垂直排放分配不确定性对CMAQ臭氧模拟结果的影响

付飞  
【摘要】:空气质量模型作为大气环境研究与大气污染综合控制策略制定的重要工具之一,已经在国内外得到的广泛的应用。然而,由于空气质量模型的复杂性和输入参数众多等原因,空气质量模型模拟结果不可避免地具有不确定性,这在很大程度上制约了空气质量模型作用的发挥。进行空气质量模型不确定性分析,识别其主要不确定性来源,定量分析输入参数不确定性对模型输出结果的影响,对于指导改进模型和提高模型模拟预测效果具有重要作用,目前空气质量模型不确定性分析已经成为大气环境模型领域研究的前沿课题。 本研究搭建不确定性分析模拟平台WRF/SMOKE-PRD/CMAQ,建立基于CMAQ模型的不确定性分析概念框架,选取珠江三角洲中部地区为模拟区域,选取2006年10月9-14日作为典型模拟时段进行空气质量模型不确定性分析。首先采用蒙特卡洛法进行不确定性传递,量化排放源清单和点源垂直排放分配不确定性对臭氧模拟结果的影响。鉴于排放源清单和点源垂直排放分配不确定性造成臭氧模拟结果不确定性较大,针对排放源清单中部分点源烟囱参数缺失造成点源垂直排放分配不确定性,分别采用基于最大落地浓度法和基于统计方法估算缺失烟囱参数,减小源清单中点源烟囱参数不确定性,改进模型模拟效果。主要结论如下: 首先,采用蒙特卡洛法对源清单及点源垂直排放分配谱不确定性对臭氧模拟结果的影响进行分析表明,在臭氧模拟结果达到峰值和低值前后,模拟结果不确定性较大,而在臭氧中值区,模拟结果不确定性相对较小。就各个站点来说,蒙特卡洛1000次臭氧模拟结果在模拟时段内峰值平均值的分布符合对数正态分布,各个站点臭氧浓度峰值的平均值在85-130ppbv之间。总的来说,深圳荔园站、广州麓湖站、广州万顷沙站、江门东湖站的臭氧模拟结果不确定性较大,而惠州金果湾站、惠州下埔站、珠海唐家站臭氧模拟结果相对较小。通过量化排放源清单及点源垂直排放分配谱不确定性,采用蒙特卡洛法进行不确定性分析,大部分模拟结果的变化范围都可以将监测值包含在内,表明通过一定的方法减少排放源清单或者点源垂直排放分配谱的不确定性,将可以使模拟值与监测值更加接近,进而起到改进模拟效果的作用。 其次,针对部分点源烟囱参数缺失造成点源垂直排放分配谱不确定性,采用基于最大落地浓度法和基于统计分析方法估算缺失烟囱参数,并将估算的烟囱参数应用于WRF/SMOKE-PRD/CMAQ空气质量模型,模拟结果表明,部分点源烟囱参数缺失造成点源垂直排放分配不确定性进而带来模拟结果不确定性不可忽略,通过改进烟囱参数可以一定程度上改进模型模拟结果,本文所采用的两种估算方法可以适用于对缺失烟囱参数进行估算。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:X51

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【参考文献】
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