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对标需求 为“十四五”大气污染防治提供支撑

发布时间:2021年09月30日 来源:中国气象报社

  专家顾问:

  中国气象局环境气象中心主任 张碧辉 高级工程师 花丛

  核心阅读:近年来,随着我国PM2.5污染治理逐步取得成效,臭氧污染的问题逐渐显现出来。细颗粒物和臭氧的协同防控,成为未来需要重点攻克的大气环境问题。中国气象局环境气象中心对标“十四五”期间大气污染防治工作新需求,主动探索并研发PM2.5和臭氧污染来源解析以及臭氧气象条件评估指数指导产品,为细颗粒物及臭氧污染协同治理提供气象科技支撑。

  日前,中国环境监测总站联合中央气象台等部门和单位开展9月下半月全国空气质量预报会商并指出,9月下半月,全国大部扩散条件较好,空气质量以优良为主,局部可能出现轻度污染过程,首要污染物以臭氧为主,部分地区首要污染物为PM2.5或PM10。

  近年来,随着我国PM2.5污染治理逐步取得成效,臭氧污染的问题逐渐显现出来。细颗粒物和臭氧的协同防控,成为未来需要重点攻克的大气环境问题。

  因势而谋,应势而动。中国气象局环境气象中心(以下简称“环境气象中心”)对标“十四五”期间大气污染防治工作新需求,主动探索并研发PM2.5和臭氧污染来源解析以及臭氧气象条件评估指数指导产品(以下简称“指导产品”),为协同治理提供气象科技支撑。

  在此之前,环境气象中心已采用多模式集成方法构建了环境气象中短期预报系统,可提供包括空气质量、PM2.5和臭氧浓度在内的未来9天逐小时预报产品。为打造“预报”与“评估”并重的环境气象产品体系,需结合大气污染物特点,进行有针对性的技术研发。

  解释污染物“从哪来,来多少”是大气污染评估的重点工作之一。为满足污染防治工作需求,气象部门常常需要以“第三方”的角色开展大气污染物来源解析工作。为解决这一问题,环境气象中心将GRAPES全球模式气象场接入大气化学模式,输出对PM2.5和臭氧生成的本地贡献和区域传输贡献的定量评估结果。这一技术成果在庆祝中国共产党成立100周年重大活动气象保障、大气污染物跨境传输分析及与生态环境部门的联合评估中,得到充分应用。

  气象条件影响着臭氧及前体物的输送扩散、垂直混合以及光化学反应等。高温、光照充足的气象条件有利于臭氧污染形成。比如,北京地区日最高气温超过34℃时,发生臭氧污染的概率超过80%。

  然而,与PM2.5相比,臭氧的形成机理更为复杂。为定量化评估气象条件对臭氧的影响,环境气象中心借鉴静稳天气指数的构建思路,着手研发臭氧气象条件评估指数。该指数完全基于气象要素构建,能够综合反映气象条件对臭氧光化学生成、消耗、传输扩散等一系列物理化学过程的影响,可有效用于对站点、城市、区域等臭氧污染气象条件的定量评估。2020年,臭氧气象条件评估指数初步构建完成,并在与生态环境部门联合开展的夏季臭氧污染防治攻坚行动效果评估中得到应用。

  2021年8月起,PM2.5和臭氧污染来源解析以及臭氧气象条件评估指数作为指导产品在北京、安徽、河南、广东等四省(市)开展试用,未来可在全国更大范围内推广应用。

  在试用过程中,试点单位应用相关指导产品定量评估了今年夏季气象条件和源头排放对于当地臭氧浓度变化的相对贡献,积极探索指导产品在国、省、市三级协同的环境气象服务中的应用,为决策部门提供了后续优化减排政策的针对性建议。

  指导产品是环境气象业务在需求牵引下不断发展的成果,它的试点应用将国家级业务单位优势技术和产品快速下沉到基层,完善地方气象部门开展大气污染防治定量化评估的指标体系,补齐现有工作短板,增强了面向地方政府需求的服务能力。

  未来,环境气象中心还将在试用反馈的基础上对指导产品做进一步完善。同时,与生态环境部门、高校和科研院所在臭氧生消机理、预报产品优化等方面深化合作与联动,为“十四五”期间大气污染防治目标的达成提供有力的气象保障。

  (作者:黄彬 责任编辑:苏玉君)

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