科研进展

UC: 区域和街道尺度空气质量综合模拟系统的发展及其在北京的应用

  空气质量模式的发展与应用对大气污染成因分析具有重要作用,区域空气质量模式受排放源精度、网格精度和理化机制影响,对城市小尺度空气质量模拟存在一定的局限性。为了实现区域-街道尺度污染物精细化模拟,中国科学院大气物理研究所LAPC国家重点实验室博士生王涛和李杰研究员联合国内外其他单位使用互联网交通态势大数据制作了北京市在路机动车动态高分辨率排放清单(百米级、小时),并实现了在路机动车清单、区域空气质量模式和街道模式的耦合(IAQMS-street)。利用新发展的耦合模拟系统,对北京2021年国庆前后两周时间内臭氧及其前体物开展了高分辨率模拟研究,结果发现:城市交通排放存在较强的时空不均匀性和明显的日变化趋势,而使用动态高分辨率交通排放清单的耦合模式能显著提高对城市O3及NOx模拟效果,改善了原本区域模式中对夜间NOx浓度的低估和O3浓度的高估。研究结果为未来实现城市街道级交通排放管控和污染溯源分析提供了思路。

  上述研究成果发表在《Urban Climate》期刊,通讯作者为中国科学院大气物理研究所李杰研究员。感谢中国科学院战略性先导科技专项(No. XDPB1903,XDA19040202),国家自然科学基金(No. 91744203, 92044302, 41907200, 41571130034)和国家重点研发计划(No. 2020YFA0607803)的资助。

图1. 耦合模式流程图

图2. 海淀万柳站(HD-WL)和顺义新城站(SX-XC)逐小时O3、NO和NO2模拟与观测对比(蓝线:观测,红线:耦合模式+在路机动车高精度清单;黑线:区域模式+在路机动车高精度清单;绿线:区域模式+区域清单)

图3. 研究时段内工作日和节假日O3、NO及NO2模拟浓度时空分布图,颜色点为站点观测数据

  文章信息:Wang T., Li J., Pan J.X., Ji D.S., Kim Y., Wu L.L., Wang X.M., Pan X.L., Sun Y.L., Wang Z.F., Yang W.Y., Du H.Y., An integrated air quality modeling system coupling regional-urban and street models in Beijing, Urban Climate, Volume 43, 2022, 101143, ISSN 2212-0955, https://doi.org/10.1016/j.uclim.2022.101143.

  文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S221209552200061X#f0040

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