大气自净能力预测方法技术

本发明专利技术公开了大气自净能力预测方法，包括以下步骤：建立基础数据集、确定影响内蒙古大气污染潜势的主要环流因子、建立内蒙古逐月、季尺度大气污染潜势预测模型和大气自净能力预测。本发明专利技术开展影响内蒙古大气污染潜势的主要环流因子分析技术研究，能使业务人员了解影响内蒙古大气污染的主要环流因子，有效的抓住预测中的强信号，更加有效的对内蒙古大气污染进行预测，及时向政府及相关部门制发决策产品，并且整体技术方案为建立内蒙古大气污染潜势预测模型提供技术支撑，应用到大气污染潜势预测业务中，实现内蒙古月、季大气污染潜势预测的客观化，输出的预测产品能有效的满足相关部门的需求，做到高效气候预测服务。做到高效气候预测服务。做到高效气候预测服务。

【技术实现步骤摘要】
大气自净能力预测方法


[0001]本专利技术属于大气污染气象服务
，具体涉及大气自净能力预测方法。

技术介绍

[0002]大气自净能力指数是表示大气自身的运动对大气中的污染物有清除作用，将大气自身运动对大气中污染物的扩散、稀释和湿清除能力定义为大气自净能力，大范围的严重污染事件既与大气污染物的排放有关，也与特定的天气气候条件有关，通过未来的气象条件预测出对应的大气自净能力，这将为地方政府掌握大气污染防治时机提供依据，提高地方政府在大气污染防治方面的效率，本地化月、季尺度大气污染预测会有助于大城市和城市密集区的大气污染防控措施制定与实施，促进生活环境和社会经济的协调发展，提供未来月、季大气污染气候预测，确定大气自净能力指数，能够满足实施污染防控措施的需求，有利于实现区域联动、消除重污染天气的目标；
[0003]开展大气污染防治方面的工作刻不容缓，目前社会对大气污染潜势预测产品的需求越来越多，对预测尺度的要求也越来越高，现有的大气污染潜势预测产品已不能满足相关部门的需求，预测方法主要是依赖气候中心的模式预测结果和大气环流的主观定性分析，这种预测方法已经不能适应当前大气污染防治的需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供大气自净能力预测方法，以解决上述
技术介绍
中提出现有技术中大气污染潜势预测方法不能适应当前大气污染防治需求的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：大气自净能力预测方法，包括以下步骤：
[0006]S1、建立基础数据集：收集内蒙古1981年～2022年之间9月～次年5月49站的大气自净能力指数，并建立内蒙古大气自净能力指数数据集，形成内蒙古逐月、季数据集；
[0007]S2、确定影响内蒙古大气污染潜势的主要环流因子：基于CRA
‑
40资料，通过统计、分析来筛选确定500hPa、850UV、200hPa、SLP场上相关系数通过0.01显著性检验的区域，作为影响内蒙古49站逐月、季大气自净能力指数的环流关键区；
[0008]S3、建立内蒙古逐月、季尺度大气污染潜势预测模型：利用查找出的影响内蒙古逐月、季尺度大气自净能力指数的环流关键因子，利用最优子集回归计算，建立内蒙古1981年～2022年之间9月～次年5月49站逐月、季大气污染潜势预测模型；
[0009]S4、大气自净能力预测：将动力与统计结合，在动力气候系统模式预测产品和建立的预测模型的基础上，对未来内蒙古逐月、季大气污染潜势客观化的站点预测，采用Knn
‑
Barnes插值算法实现内蒙古大气污染潜势空间分布的格点预测。
[0010]优选的，所述S1中大气自净能力指数代表大气自身运动对大气污染物的通风扩散和降水清除能力，计算公式如下：
[0011][0012][0013]式中V
E
为大气通风通风量，z为高度，u为所在高度处的风速，H为混合层高度，W
T
为雨洗常数，R为单位时间内的降水量，S为区域面积，C
S
取PM2.5达标质量浓度0.075mg
·
m
‑
3，
。
[0014]优选的，所述S2中提取CRA
‑
40资料中的气温、降水、湿度、风速等气象要素，形成逐月、季基本气象要素格点化数据，然后根据基本气象要素格点化数据来进行统计和分析。
[0015]优选的，所述统计和分析时基于逐月、季基本气象要素格点化数据，开展网格气候监测评估，在现有体系下完善内蒙古气候监测评价。
[0016]优选的，所述S3中影响内蒙古逐月、季尺度大气自净能力指数的环流关键因子为风速、混合层高度、降水量、冷空气活动和城市化进程。
[0017]优选的，所述S3中大气污染潜势预测模型的建立步骤如下：
[0018]S31、建立各个环流关键因子指标的模糊成本型矩阵A
k
(k＝1，2，3，4)；
[0019]S32、根据不同，利用变异系数法计算各环流关键因子指标的权重，建立权向量W
k
＝(W1，W2，W3)，k＝1，2，3，4；
[0020]S33、建立大气污染潜势预测模型。
[0021]优选的，所述S4中采用Knn
‑
Barnes插值算法实现内蒙古大气污染潜势空间分布的格点预测。
[0022]本专利技术的技术效果和优点：本专利技术提出的大气自净能力预测方法，与现有技术相比，具有以下优点：
[0023]本专利技术开展影响内蒙古大气污染潜势的主要环流因子分析技术研究，能使业务人员了解影响内蒙古大气污染的主要环流因子，有效的抓住预测中的强信号，更加有效的对内蒙古大气污染进行预测，及时向政府及相关部门制发决策产品，并且整体技术方案为建立内蒙古大气污染潜势预测模型提供技术支撑，应用到大气污染潜势预测业务中，实现内蒙古月、季大气污染潜势预测的客观化，输出的预测产品能有效的满足政府、环保厅等相关部门的需求，做到高效气候预测服务。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的方法流程图。
具体实施方式
[0025]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，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。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。
[0026]本专利技术提供了如图1所示的大气自净能力预测方法，包括以下步骤：
[0027]S1、建立基础数据集：收集内蒙古1981年～2022年之间9月～次年5月49站的大气
自净能力指数，并建立内蒙古大气自净能力指数数据集，形成内蒙古逐月、季数据集，大气自净能力指数代表大气自身运动对大气污染物的通风扩散和降水清除能力，计算公式如下：
[0028][0029][0030]式中V
E
为大气通风通风量，z为高度，u为所在高度处的风速，H为混合层高度，W
T
为雨洗常数，R为单位时间内的降水量，S为区域面积，C
S
取PM2.5达标质量浓度0.075mg
·
m
‑3，ASI值越大，代表大气对污染物的清除能力越强，反之越弱。；
[0031]S2、确定影响内蒙古大气污染潜势的主要环流因子：基于CRA
‑
40资料，通过统计、分析来筛选确定500hPa、850UV、200hPa、SLP场上相关系数通过0.01显著性检验的区域，作为影响内蒙古49站逐月、季大气自净能力指数的环流关键区，提取CRA
‑
40资料中的气温、降水、湿度、风速等气象要素，形成逐月、季基本气象要素格点化数据，然后根据基本气象要素格点化数据来进行统计和分析，统计和分析时基于逐月、季基本气象要素格点化数据，开展网格气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.大气自净能力预测方法，包括以下步骤：其特征在于：S1、建立基础数据集：收集内蒙古1981年～2022年之间9月～次年5月49站的大气自净能力指数，并建立内蒙古大气自净能力指数数据集，形成内蒙古逐月、季数据集；S2、确定影响内蒙古大气污染潜势的主要环流因子：基于CRA
‑
40资料，通过统计、分析来筛选确定500hPa、850UV、200hPa、SLP场上相关系数通过0.01显著性检验的区域，作为影响内蒙古49站逐月、季大气自净能力指数的环流关键区；S3、建立内蒙古逐月、季尺度大气污染潜势预测模型：利用查找出的影响内蒙古逐月、季尺度大气自净能力指数的环流关键因子，利用最优子集回归计算，建立内蒙古1981年～2022年之间9月～次年5月49站逐月、季大气污染潜势预测模型；S4、大气自净能力预测：将动力与统计结合，在动力气候系统模式预测产品和建立的预测模型的基础上，对未来内蒙古逐月、季大气污染潜势客观化的站点预测，采用Knn
‑
Barnes插值算法实现内蒙古大气污染潜势空间分布的格点预测。2.根据权利要求1所述的大气自净能力预测方法，其特征在于：所述S1中大气自净能力指数代表大气自身运动对大气污染物的通风扩散和降水清除能力，计算公式如下：指数代表大气自身运动对大气污染物的通风扩散和降水清除能力，计算公式如下：式中V
E
为大气通风通风量，z为高度，u为所在高度处的风速，H为混合层高度，W
T
为雨洗常数，R为单位时...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵艳丽，刘新，刘炜，包福祥，邓鸣阳，申紫薇，
申请(专利权)人：赵艳丽，
类型：发明
国别省市：