一种基于PM制造技术

本发明专利技术公开了一种基于PM

A PM based

【技术实现步骤摘要】
一种基于PM2.5浓度廓线的污染边界层高度预警方法
本专利技术涉及人工影响天气防灾减灾领域，尤其涉及一种基于PM2.5浓度廓线的污染边界层高度预警方法。
技术介绍
随着经济的发展，城市的大气污染问题日益严重，大气中的颗粒物、臭氧、氮氧化物、硫化物等气体污染物不利于人体健康，且会降低大气能见度，影响交通和航空安全，因此大气污染问题受到政府以及社会的广泛关注。虽然污染物的过量排放是造成大气污染的根本原因，但大气污染物浓度的变化乃至重污染事件的发生主要受不利于大气扩散的气象条件的影响(Ye等，2015；Ning等，2018)。大气扩散的理论和实践研究表明，在一定的时间段内，局地污染物排放量虽然变化不大(Wuetal.2017)，但在不同的气象条件下,大气污染物浓度变化却非常剧烈(李宗恺等，1985)，表明污染气象条件在调节污染物浓度变化方面起着至关重要的作用(Hurleyetal.2001；刘宁微等，2010；Lietal.2015)。郭利等(2011)统计发现北京市6月份颗粒物质量浓度与温度呈正相关，与风速呈负相关，11月份颗粒物质量浓度与相对湿度呈正相关，与风速、温度和气压呈负相关。陈渤黎等(2015)发现常州市重污染天气多出现在西北风控制下，气温较低时，空气污染概率较大。贾梦唯等(2016)发现南京地区O3与温度和边界层高度呈显著正相关，春、冬季颗粒物浓度与温度呈显著负相关，夏、秋季颗粒物浓度与湿度呈负相关。上述研究均表明污染物的维持、扩散和气象条件有密切的关系。经过专利和文献检索，目前空气质量预报主要方法有两种，分别是基于数值预报模式和基于统计学方法。数值预报方法往往适合区域性的空气污染预测，基于统计学方法的空气质量预报通常应用于区域范围预报，它是基于该区域主要气象要素和空气质量的历史数据，通过分析二者之间的相关性，进行多元逐步回归，建立最优预报方程，之后使用观测到的气象数据预报未来空气质量，具有快捷、简单的特点。近年来，BP神经网络在空气质量预报方面应用广泛(李德志等，2010)，虽然BP神经网络能够较好地提取数据集中的线性和非线性因素，但是在模型的训练过程中会产生过拟合、欠拟合和计算量过大等问题，因此，模型的预测精度会受到一定程度的影响。上述方法在空气质量预警预报中应用广泛，但多为针对近地面的空气污染物浓度预报。随着经济发展，近年来全国多个地区的大气污染问题日益严重，而目前的空气质量监测网要实现高空的污染物浓度监测还存在很大的差距，因此合理地利用数值模式完善高空空气质量预警预报具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于为了解决上述问题设计了一种基于PM2.5浓度廓线的污染边界层高度预警方法。本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种基于PM2.5浓度廓线的污染边界层高度预警方法，包括以下步骤：S1、根据天气图上的分布特征及其所表示的大气运动状态确定污染地区的高低空环流形势；S2、获取海拔高度h和逐小时降雨量R；S3、根据海拔高度h确定污染地区的地形特征，根据逐小时降雨量R确定污染地区的降水情况；S4、根据地形特征和降水情况确定PM2.5浓度廓线，PM2.5浓度廓线表示PM2.5浓度与高度之间的关系，进行污染边界层高度预警。本专利技术的有益效果在于：基于WRF-CHEM模式的污染边界层高度预警预报方法，采用大量PM2.5浓度垂直分布数据建立了PM2.5浓度廓线，参照GB3095-2012《环境空气质量标准》取PM2.5质量浓度等于75μg·m-3为空气污染状态的临界阈值，定义从地面到此浓度阈值所在的高度为污染边界层，通过廓线快速确定发生空气污染地区的污染边界层高度，进行污染边界层高度预警。附图说明图1是本专利技术一种基于PM2.5浓度廓线的污染边界层高度预警方法的流程图；图2是污染个例天气过程中500hPa位势高度场的无降水时期高空环流形势；图3是污染个例天气过程中500hPa位势高度场的降水时期高空环流形势；图4是污染个例天气过程中700hPa相对湿度场的无降水时期高空环流形势；图5是污染个例天气过程中700hPa相对湿度场的降水时期高空环流形势；图6是污染个例天气过程中无降水时期的物理量场垂直分布图；图7是污染个例天气过程中降水时期的物理量场垂直分布图；图8是污染个例部分地区500m以下的PM2.5浓度与高度之间幂函数曲线拟；其中图8：a表示山地、无降水发生、PM2.5质量浓度大于150μg·m-3的情况，b-表示山地、降水发生、PM2.5质量浓度小于150μg·m-3的情况，c-表示盆地、无降水发生、PM2.5质量浓度小于150μg·m-3的情况，d-表示盆地、无降水发生、PM2.5质量浓度大于150μg·m-3的情况。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8所示，一种基于PM2.5浓度廓线的污染边界层高度预警方法，包括以下步骤：S1、根据天气图上的分布特征及其所表示的大气运动状态确定污染地区的高低空环流形势；S2、获取海拔高度h和逐小时降雨量R。S3、根据海拔高度h确定污染地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于PM

【技术特征摘要】
1.一种基于PM2.5浓度廓线的污染边界层高度预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、根据天气图上的分布特征及其所表示的大气运动状态确定污染地区的高低空环流形势；
S2、获取海拔高度h和逐小时降雨量R；
S3、根据海拔高度h确定污染地区的地形特征，根据逐小时降雨量R确定污染地区的降水情况；
S4、根据地形特征和降水情况确定PM2.5浓度廓线，PM2.5浓度廓线表示PM2.5浓度与高度之间的关系，进行污染边界层高度预警。


2.根据权利要求1所述的一种基于PM2.5浓度廓线的污染边界层高度预警方法，其特征在于，在S3中包括:
判断地形特征：根据海拔高度h确定污染地区的地形特征，当污染地区的海拔高度h与半径250km以内的四周地区海拔高度差大于800m，则确定为盆地地形；海拔高度在500m以上，且地形起伏度Δh＞200m,则确定为山地地形，其中Δh＝hmax-hmin，hmax为选区域内最大海拔高度值，hmin为所选区域内最小海拔高度值；
判断降水情况：根据根据逐小时降雨量R，确定污染地区是否发生降水；R≥0.1mm，确定为降水发生；R＜0.1mm，确定为无降水发生。


3.根据权利要求2所述的一种基于PM2.5浓度廓线的污染边界层高度预警方法，其特征在于，在S4中，PM2.5浓度廓线为Ht＝aXtb，其中Xt为t时刻PM2.5的浓度值，a,b为系数值，Ht为污染边界层的高度值；
S41、根...

【专利技术属性】
技术研发人员：周筠珺，龙薇，
申请(专利权)人：成都信息工程大学，
类型：发明
国别省市：四川;51