气态污染物浓度柱转换方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种气态污染物浓度柱转换方法及装置，属于环境污染监测技术领领域，该方法通过模式预报得到物理量的四维格点数据预报结果，在四维格点数据预报结果中，筛选预设气态污染物浓度四维格点预报结果，根据预设气态污染物浓度四维格点预报结果，通过气象绘图系统处理，得到预设层预设气态污染物浓度文本文件，将逐层文本文件作为输入场，按照求和方法，进行模式层数据向柱浓度的转换，得到对流层臭氧浓度柱浓度。通过转换，可以将模式层臭氧浓度转换为对流层臭氧柱浓度，使得臭氧浓度从四维降低到三维，进一步明确了臭氧柱浓度的物理意义，提高了大气化学模式中对流层臭氧浓度的预报效率，提升了环保、气象行业科研与业务单位的应用效果。

Conversion Method and Device of Gaseous Pollutant Concentration Column

The invention relates to a gas pollutant concentration column conversion method and device, which belongs to the field of environmental pollution monitoring technology. The method obtains the four-dimensional grid point data prediction results of physical quantities by model prediction. In the four-dimensional grid point data prediction results, the four-dimensional grid point prediction results of preset gas pollutant concentration are screened, and the four-dimensional grid point prediction results of preset gas pollutant concentration are based on the four-dimensional grid point prediction results. Through the processing of meteorological mapping system, the text file of preset gas pollutant concentration in the preset layer is obtained, and the layer-by-layer text file is used as the input field. According to the summation method, the model layer data are converted to the column concentration, and the column concentration of tropospheric ozone concentration is obtained. Through conversion, the concentration of ozone in the model layer can be converted to the concentration of tropospheric ozone column, which reduces the concentration of ozone from four-dimensional to three-dimensional, further clarifies the physical significance of ozone column concentration, improves the prediction efficiency of tropospheric ozone concentration in the atmospheric chemical model, and improves the application effect of scientific research and operational units in environmental protection and meteorological industry.

【技术实现步骤摘要】
气态污染物浓度柱转换方法及装置
本专利技术属于环境污染监测
，具体涉及一种气态污染物浓度柱转换方法及装置。
技术介绍
相对于平流层臭氧(“好臭氧”)，对流层(“坏臭氧”)可以形成酸雨和光化学烟雾，是仅次于CO2和CH4的温室气体和直接危害人体健康和生态环境的主要大气污染物之一。因此，充分了解并研究对流层臭氧是解决大气污染污染的必要途径。而对流层作为直接与人类生活息息相关的大气层，其臭氧柱浓度是反映对流层臭氧分布变化最直接的物理量。目前，大气化学模式预报/模拟生成的臭氧浓度是各个模式层的体积混合比，无法得到对流层臭氧柱浓度。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的无法得到对流层臭氧柱浓度的问题，本专利技术提供了一种气态污染物浓度柱转换方法及装置，其具有能够获取对流层臭氧柱浓度等特点。本专利技术所提供的技术方案如下：一方面，一种气态污染物浓度柱转换方法，所述方法包括以下步骤：通过模式预报得到物理量的四维格点数据预报结果，所述格点数据预报结果为NetCDF格式；在所述四维格点数据预报结果中，筛选预设气态污染物浓度四维格点预报结果；根据所述预设气态污染物浓度四维格点预报结果，通过气象绘图系统处理，得到预设层预设气态污染物浓度文本文件；将逐层所述文本文件作为输入场，按照求和方法，进行模式层数据向对流层柱浓度的转换。进一步可选地，所述预设气态污染物浓度四维格点预报结果的数据维度为：经度方向187*纬度方向72，垂直方向90层，1个月内时次248个。进一步可选地，所述NetCDF格式的格点数据预报结果，包括：无量纲量、地面气压和模式层臭氧混合比。进一步可选地，在进行模式层数据向柱浓度转换前，还包括：进行滤云处理。进一步可选地，所述滤云处理包括：利用模式模拟的逐3小时总云量结果对臭氧浓度的模式模拟结果进行30％的滤云处理。进一步可选地，所述求和转换方法，包括：根据体积混合比和相邻两个模式面气压差，计算各模式面臭氧柱浓度之和；根据各模式面臭氧柱浓度之和计算对流层臭氧柱浓度。又一方面，一种气态污染物浓度柱转换装置，其特征在于，包括：模式预报、气象绘图系统、计算转换装置；所述模式预报，用于输出物理量的四维格点数据预报结果，所述格点数据预报结果为NetCDF格式，还用于筛选预设气态污染物浓度四维格点预报结果；所述气象绘图装置，用于处理所述预设气态污染物浓度四维格点预报结果，输出预设层预设气态污染物浓度文本文件；所述计算转换装置，用于接收输入的逐层所述文本文件，按照求和方法，进行模式层数据向柱浓度的转换，得到对流层臭氧浓度柱浓度。进一步可选地，所述计算处理转换装置，还用于滤云处理。进一步可选地，所述计算处理装置装置，具体用于：利用模式模拟的逐3小时总云量结果对臭氧浓度的模式模拟结果进行30％的滤云处理。进一步可选地，所述计算处理装置，具体还用于：根据体积混合比和相邻两个模式面气压差，计算各模式面臭氧柱浓度之和；根据各模式面臭氧柱浓度之和计算对流层臭氧柱浓度。本专利技术实施例提供的一种气态污染物浓度柱转换方法及装置，通过模式预报得到物理量的四维格点数据预报结果，在四维格点数据预报结果中，筛选预设气态污染物浓度四维格点预报结果，根据预设气态污染物浓度四维格点预报结果，通过气象绘图系统处理，得到预设层预设气态污染物浓度文本文件，将逐层文本文件作为输入场，按照求和方法，进行模式层数据向柱浓度的转换，得到对流层臭氧浓度柱浓度。可以通过转换，将模式层臭氧浓度转换为对流层臭氧柱浓度，使得臭氧浓度从四维降低到三维，进一步明确了臭氧柱浓度的物理意义，提高了大气化学模式中对流层臭氧浓度的预报效率，提升了环保、气象行业科研与业务单位的应用效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种气态污染物浓度柱转换方法流程图；图2为本专利技术提供的实施例浓度柱转换后的2010年1月中国区域对流层臭氧柱浓度分布示意图；图3为本专利技术提供的实施例浓度柱转换后的2010年-2012年夏季中国区域对流层臭氧浓度柱平均分布示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种气态污染物浓度柱转换装置结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本专利技术所保护的范围。为了更加清楚地说明本实施例专利技术方法的过程和优点，本专利技术提供一种气态污染物浓度柱转换方法，本专利技术实施例的方法包括：通过模式预报得到物理量的四维格点数据预报结果，格点数据预报结果为NetCDF格式(networkCommonDataForm，网络通用数据格式)；在四维格点数据预报结果中，筛选预设气态污染物浓度四维格点预报结果；根据预设气态污染物浓度四维格点预报结果，通过气象绘图系统处理，得到预设层预设气态污染物浓度文本文件；将逐层文本文件作为输入场，按照求和方法，进行模式层数据向柱浓度的转换，得到对流层臭氧浓度柱浓度。本实施例提供的一种气态污染物浓度柱转换方法，可以通过转换，将模式层臭氧浓度转换为对流层臭氧柱浓度，使得臭氧浓度从四维降低到三维，进一步明确了臭氧柱浓度的物理意义，提高了大气化学模式中对流层臭氧浓度的预报效率，提升了环保、气象行业科研与业务单位的应用效果。基于上述一种气态污染物浓度柱转换方法，本专利技术实施例提供一可选实施例：图1为本专利技术实施例提供的一种气态污染物浓度柱转换方法流程图。参见图1，本实施例的气态浓度污染物浓度柱转换方法可以包括以下步骤：S11、通过模式预报得到物理量的四维格点数据预报结果，格点数据预报结果为NetCDF格式。在气象站进行天气监测预报中，通常采用模式预报获取天气物理量信息的预报结果，例如，物理量信息包括温度预报结果、湿度预报结果、气态污染物预报结果等。在本实施例中，根据所采用的模式预报的格点分类，获取各物理量的四维格点数据预报结果。本实施例模式预报输出的格点数据预报结果为NetCDF格式。值得说明的是，在本实施例中，大气化学模式预报/模拟生成的气态污染物浓度是各个模式层的体积混合比。在模式预报中，设有网络格点，将物理量分为在经度、纬度、层数上不同的格点数据。进一步地，NetCDF格式的格点数据预报结果，包括无量纲量、地面气压和模式层臭氧混合比。例如，在本实施例中，NetCDF格式的格点数据预报结果的获取方式，包括：tibet1_201001_msn_cloudopt01.NetCDF(用于提取无量纲量hyam和hybm，以及总云量clcv)、tibet1_201001_msn_ECHAM5.NetCDF(用于提取地面气压aps)、tibet1_201001_msn_tr_Ox_HOx.NetCDF(用于提取模式层臭氧混合比)。S12、在四维格点数据预报结果中，筛选预设气态污染物浓度四维格点预报结果。近年来，随着城市化和工业化进程的加快，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气态污染物浓度柱转换方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：通过模式预报得到物理量的四维格点数据预报结果，所述格点数据预报结果为NetCDF格式；在所述四维格点数据预报结果中，筛选预设气态污染物浓度四维格点预报结果；根据所述预设气态污染物浓度四维格点预报结果，通过气象绘图系统处理，得到预设层预设气态污染物浓度文本文件；将逐层所述文本文件作为输入场，按照求和方法，进行模式层数据向对流层柱浓度的转换。

【技术特征摘要】
1.一种气态污染物浓度柱转换方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：通过模式预报得到物理量的四维格点数据预报结果，所述格点数据预报结果为NetCDF格式；在所述四维格点数据预报结果中，筛选预设气态污染物浓度四维格点预报结果；根据所述预设气态污染物浓度四维格点预报结果，通过气象绘图系统处理，得到预设层预设气态污染物浓度文本文件；将逐层所述文本文件作为输入场，按照求和方法，进行模式层数据向对流层柱浓度的转换。2.根据权利要求1所述的气态污染物浓度柱转换方法，其特征在于，所述预设气态污染物浓度四维格点预报结果的数据维度为：经度方向187*纬度方向72，垂直方向90层，1个月内时次248个。3.根据权利要求1所述的气态污染物浓度柱转换方法，其特征在于，所述NetCDF格式的格点数据预报结果，包括：无量纲量、地面气压和模式层臭氧混合比。4.根据权利要求1所述的气态污染物浓度柱转换方法，其特征在于，在进行模式层数据向柱浓度转换前，还包括：进行滤云处理。5.根据权利要求4所述的气态污染物浓度柱转换方法，其特征在于，所述滤云处理包括：利用模式模拟的逐3小时总云量结果对臭氧浓度的模式模拟结果进行30％的滤云处理。6.根据权利要求1所述的气态污染物浓度柱转换方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宁微，
申请(专利权)人：中国气象局沈阳大气环境研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21