区域大气污染联防联控技术集成示范
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灰霾成因诊断：
成因 诊断
诊 断
网
“三组分”光学平衡模型
识
与
多元线性回归分析MLR
别
动
受体来源解析：
的
态
CMB、PMF，MLR，源解析技术集成
源
动态源追踪：
清 单
标识法、OSAT、PSAT、GOAT
气象过程与污染输送
印痕函数、轨迹分析、输送通道
技
来源
术
解析
体
系
源-受体关系解析：
伴随模型、逆向模拟、敏感系数
多模式集成预报技术体系
各种观测 气象 空气质量 航测 卫星 污染源
污染源模型 SMOKE
气象模型 MM5
误差智能识别 最优插值同化 集合卡尔曼滤波 污染源反演
源识别与跟踪 过程分析 敏感性分析 反向模拟
卫星资料模式 参数优化
城市冠层 模拟技术
复合污染 化学模块
CAMx
NAQPMS
CMAQ
权重平均
多元回归
广州与周边地区协调
50.0%
40.0%
O3和PM2.5为重点
30.0%
20.0%
多污染协同控制
10.0%
0.0%
SO2
NOx
PM10
亚运方案研究 目前实际控制
VOC
O3 still high in Southern PRD
广州亚运空气质量保障
珠江三角洲大气污染联防联控规划
指导思想：以统筹区域环境资源为主线，以多污染物协同控制 为手段，健全区域大气污染联防联控管理与运行机制，努力 解决珠三角光化学烟雾、酸雨及灰霾等突出大气环境问题， 为增强区域整体可持续发展能力提供环境基础。
区域
1个超级站 + 8 个区域站 + 50 个城市站
反馈 (确定控制目标，评估成效)
空气质量多模式
预报
预报系统
政策
多尺度动态污染源
控制
清单平台
应急
技术集成示范与珠江三角洲空气质量监控大厅
区域协调管理的需求分析
大气污染特征本质变化，客观上要求构建区域尺度的管 理机制； 传统的属地管理模式亟需在体制上实现突破。
NO2柱浓度监测结果（2009）
广东鹤山大气超级监测站
光化学观测实验室
大气超级站外景
气溶胶观测实验室
占地28亩，实验室面积2200平方米，投资3000万
多参数观测实验室
楼顶观测平台
技术验证实验室
多尺度高分辨动态污染源清单与可视化平台
离线数据库
在线数据库 (www.meicmodel.org)
NOx
VOCs
PM10
解决了中国区域排放清单的模式适用性
全国、区域、城市三重嵌套的 区域排放清单时间分辨
高分辨率排放清单
率可达1h
化学物种模块可提供6种 常见化学机制的排放
计算单元 空间分辨率 时间分辨率
化学成份分解
过去
省 1度 年均
20种, 间接静态满足 化学机制
现在
省、县、企业 10km、1km 月、小时
模型
基于容量优化模型
目标：M控in制成本
源 响应系数 强
控制措施 规划源
条件：控≤制点目标
污染源 大气环境
生态环境
人类发展
工程化法规模型
气象
下垫面
方案分析评估
费效 损益 分析 分析
标准
优化方案
方案修订
方案比较
目标设计
指标体系
动态目标
技术单元
结构体图系例： 方案结果
数据库
客户端主界面
珠江三角洲大气复合污染立体监测预警系统
浓度，ug/m3
珠三角PM2.5现状及在全国的位势
140
115
PM2.5浓度平均
105
91
85
69
75 78
70
61
44
35
29 24
0
空气质量达标比例 京津冀：31.0% 长三角：57.5% 珠三角：79.8%
中国环境监测总站：1-6月74个城市资料
70
35
0 广州 深圳 珠海 佛山 江门 肇庆 惠州 东莞 中山 顺德 PRD
500种, 直接动态满足 各类机制
污染成因诊断与来源解析的技术体系
区域空气质量模拟与同化
区
CMAQ，CAMx，NAQMS，WRF-Chem
现状
区
域
边界层气象与污染特征
评估
域
立
MM5，矢量和、大气边界层特征解析
污
体
二次污染与前体物关系诊断：
染
监
OBMs，SPM，DDM，HDDM，EKMAs
测
过程分析、积分速率、二次气溶胶
区域大气污染联防联控技术 集成与示范
大气污染立体监测技术体系
超级站
研发的主要监测设备
Water soluble components
VOCs-OVOCs
Aerosol Sizer
Aerosol Sizer
Ram-LIDAR
SPAMS
OC/百度文库C
O3 Lidar
多源卫星大气污染监测系统的推广应用
操作终端
网络 用户终端
—自动绘图
下载资料 气象场模拟
空气质量预报
数据后处理
00:00 01:00
03:30
6:30
7:30
区域大气复合污染调控与决策支持平台
情景设计
情景变量 措施对策
策略设计
增长模式 能源 交通 工业 农业 生活
人类社会经济活动 方案设计
策略 管理 政策 法规 技术
背景
方案 驱动关系模型
PM2.5 (2012-2013） 各 市：达标~51.4% 珠三角：24.3% 国十条：-15% 达 标：-25%
提纲
一．前期工作基础 二．项目总体目标 三．主要任务与研究内容
欧盟CLRTAP 美国南加州空气
质量管理局 中国城市化的大 气环境管理问题
提出了珠三角区域协调的管理模式
三位一体的区域大气管理模式
协商管理
整合管理
公共管理
组织保障框架
广东省人民政府
各市及港澳
相关行政部门
企业、公众等 利益相关方
区域空气质量 管理委员会
大气污染综合防治 目标、规划、评估
机动车尾气控制 ………
广州市亚运会 空气质量保障
区域大气 科学中心
珠三角区域协调的组织架构与运作机制
整体而言，珠三 角区域协调的制 度创新
2个机构 – 珠三角空气质 量管理委员会 – 珠三角区域大 气科学中心
1个机制 – 珠三角九市区 域合作机制
亚运空气质量保障
60.0%
ratio
Reduction scenarios
神经网络
集合滤波
重大活动预警
集成预报产品
空气质量预报
空气质量多模式集成预报业务化平台
提供1-3天气象要素和空气质量的精细预报和7天的趋 势预报.
短期预报的不确定性小于20%；
自动化、智能化、完成预报的时间小于8小时。
无限
—无人值守
多模式系统/ 计算机群
带宽
磁盘阵列
—自动数据下载 —自动运行模式
会商演示
完成了国家环境保护部“环境与灾 害监测预报小卫星星座环境应用系 统软件工程：环境空气遥感分系统 ”，实现了“863”计划研究成果直 接服务于我国国家需求。
系统监测内容：
• 气溶胶光学厚度、霾分布 • 颗粒物PM2.5, PM10 • 污染气体NO2, SO2 , CO • 温室气体CH4 • 秸秆焚烧监测 • ……
成因 诊断
诊 断
网
“三组分”光学平衡模型
识
与
多元线性回归分析MLR
别
动
受体来源解析：
的
态
CMB、PMF，MLR，源解析技术集成
源
动态源追踪：
清 单
标识法、OSAT、PSAT、GOAT
气象过程与污染输送
印痕函数、轨迹分析、输送通道
技
来源
术
解析
体
系
源-受体关系解析：
伴随模型、逆向模拟、敏感系数
多模式集成预报技术体系
各种观测 气象 空气质量 航测 卫星 污染源
污染源模型 SMOKE
气象模型 MM5
误差智能识别 最优插值同化 集合卡尔曼滤波 污染源反演
源识别与跟踪 过程分析 敏感性分析 反向模拟
卫星资料模式 参数优化
城市冠层 模拟技术
复合污染 化学模块
CAMx
NAQPMS
CMAQ
权重平均
多元回归
广州与周边地区协调
50.0%
40.0%
O3和PM2.5为重点
30.0%
20.0%
多污染协同控制
10.0%
0.0%
SO2
NOx
PM10
亚运方案研究 目前实际控制
VOC
O3 still high in Southern PRD
广州亚运空气质量保障
珠江三角洲大气污染联防联控规划
指导思想：以统筹区域环境资源为主线，以多污染物协同控制 为手段，健全区域大气污染联防联控管理与运行机制，努力 解决珠三角光化学烟雾、酸雨及灰霾等突出大气环境问题， 为增强区域整体可持续发展能力提供环境基础。
区域
1个超级站 + 8 个区域站 + 50 个城市站
反馈 (确定控制目标，评估成效)
空气质量多模式
预报
预报系统
政策
多尺度动态污染源
控制
清单平台
应急
技术集成示范与珠江三角洲空气质量监控大厅
区域协调管理的需求分析
大气污染特征本质变化，客观上要求构建区域尺度的管 理机制； 传统的属地管理模式亟需在体制上实现突破。
NO2柱浓度监测结果（2009）
广东鹤山大气超级监测站
光化学观测实验室
大气超级站外景
气溶胶观测实验室
占地28亩，实验室面积2200平方米，投资3000万
多参数观测实验室
楼顶观测平台
技术验证实验室
多尺度高分辨动态污染源清单与可视化平台
离线数据库
在线数据库 (www.meicmodel.org)
NOx
VOCs
PM10
解决了中国区域排放清单的模式适用性
全国、区域、城市三重嵌套的 区域排放清单时间分辨
高分辨率排放清单
率可达1h
化学物种模块可提供6种 常见化学机制的排放
计算单元 空间分辨率 时间分辨率
化学成份分解
过去
省 1度 年均
20种, 间接静态满足 化学机制
现在
省、县、企业 10km、1km 月、小时
模型
基于容量优化模型
目标：M控in制成本
源 响应系数 强
控制措施 规划源
条件：控≤制点目标
污染源 大气环境
生态环境
人类发展
工程化法规模型
气象
下垫面
方案分析评估
费效 损益 分析 分析
标准
优化方案
方案修订
方案比较
目标设计
指标体系
动态目标
技术单元
结构体图系例： 方案结果
数据库
客户端主界面
珠江三角洲大气复合污染立体监测预警系统
浓度，ug/m3
珠三角PM2.5现状及在全国的位势
140
115
PM2.5浓度平均
105
91
85
69
75 78
70
61
44
35
29 24
0
空气质量达标比例 京津冀：31.0% 长三角：57.5% 珠三角：79.8%
中国环境监测总站：1-6月74个城市资料
70
35
0 广州 深圳 珠海 佛山 江门 肇庆 惠州 东莞 中山 顺德 PRD
500种, 直接动态满足 各类机制
污染成因诊断与来源解析的技术体系
区域空气质量模拟与同化
区
CMAQ，CAMx，NAQMS，WRF-Chem
现状
区
域
边界层气象与污染特征
评估
域
立
MM5，矢量和、大气边界层特征解析
污
体
二次污染与前体物关系诊断：
染
监
OBMs，SPM，DDM，HDDM，EKMAs
测
过程分析、积分速率、二次气溶胶
区域大气污染联防联控技术 集成与示范
大气污染立体监测技术体系
超级站
研发的主要监测设备
Water soluble components
VOCs-OVOCs
Aerosol Sizer
Aerosol Sizer
Ram-LIDAR
SPAMS
OC/百度文库C
O3 Lidar
多源卫星大气污染监测系统的推广应用
操作终端
网络 用户终端
—自动绘图
下载资料 气象场模拟
空气质量预报
数据后处理
00:00 01:00
03:30
6:30
7:30
区域大气复合污染调控与决策支持平台
情景设计
情景变量 措施对策
策略设计
增长模式 能源 交通 工业 农业 生活
人类社会经济活动 方案设计
策略 管理 政策 法规 技术
背景
方案 驱动关系模型
PM2.5 (2012-2013） 各 市：达标~51.4% 珠三角：24.3% 国十条：-15% 达 标：-25%
提纲
一．前期工作基础 二．项目总体目标 三．主要任务与研究内容
欧盟CLRTAP 美国南加州空气
质量管理局 中国城市化的大 气环境管理问题
提出了珠三角区域协调的管理模式
三位一体的区域大气管理模式
协商管理
整合管理
公共管理
组织保障框架
广东省人民政府
各市及港澳
相关行政部门
企业、公众等 利益相关方
区域空气质量 管理委员会
大气污染综合防治 目标、规划、评估
机动车尾气控制 ………
广州市亚运会 空气质量保障
区域大气 科学中心
珠三角区域协调的组织架构与运作机制
整体而言，珠三 角区域协调的制 度创新
2个机构 – 珠三角空气质 量管理委员会 – 珠三角区域大 气科学中心
1个机制 – 珠三角九市区 域合作机制
亚运空气质量保障
60.0%
ratio
Reduction scenarios
神经网络
集合滤波
重大活动预警
集成预报产品
空气质量预报
空气质量多模式集成预报业务化平台
提供1-3天气象要素和空气质量的精细预报和7天的趋 势预报.
短期预报的不确定性小于20%；
自动化、智能化、完成预报的时间小于8小时。
无限
—无人值守
多模式系统/ 计算机群
带宽
磁盘阵列
—自动数据下载 —自动运行模式
会商演示
完成了国家环境保护部“环境与灾 害监测预报小卫星星座环境应用系 统软件工程：环境空气遥感分系统 ”，实现了“863”计划研究成果直 接服务于我国国家需求。
系统监测内容：
• 气溶胶光学厚度、霾分布 • 颗粒物PM2.5, PM10 • 污染气体NO2, SO2 , CO • 温室气体CH4 • 秸秆焚烧监测 • ……