CMAQ空气质量模型用户手册
环境监测领域中的大气污染模型使用教程
环境监测领域中的大气污染模型使用教程大气污染是当前全球范围内面临的重要环境问题之一。
为了保护人类健康和环境可持续发展，科学家们开发了各种大气污染模型来预测和评估不同因素对空气质量的影响。
本文将介绍环境监测领域中常用的大气污染模型以及如何使用它们进行预测和分析。
1. 模型介绍在环境监测领域中，常用的大气污染模型包括：CMAQ模型、WRF-Chem模型、AERMOD模型等。
这些模型基于物理、化学和数学原理，通过模拟大气过程、污染物传输和变化，提供了对大气污染的准确预测和评估。
- CMAQ模型（Community Multiscale Air Quality Model）是一种广泛应用于大气环境模拟和预测的模型。
它可以模拟大尺度到细尺度的空气流动和污染物传输，包括气溶胶、氧化物、二氧化氮等。
- WRF-Chem模型（Weather Research and Forecasting model coupled with Chemistry）是一种将大气动力学模拟和化学传输过程相结合的模型。
它可以模拟气象过程和污染物分布，有助于理解不同气象条件下的空气污染形成和传播机理。
- AERMOD模型是一种广泛用于工业源排放和城市环境中污染物传输建模的模型。
它基于高斯模型原理，能够预测工业源的排放对周围地区空气质量的影响。
2. 模型使用教程为了能够准确有效地使用这些大气污染模型，以下是一些基本的使用教程和注意事项：2.1 数据准备在使用大气污染模型之前，首先需要准备好相关的输入数据。
这些数据包括气象数据、地理信息、土地利用数据、废气排放数据等。
可以从气象台、环境保护部门等机构获取这些数据，也可以使用开源数据集和模型提供的默认数据。
2.2 模型配置配置大气污染模型是一个重要的步骤，决定了模型的运行方式和输出结果的准确性。
在配置模型时，需要设置模型的运行时间、空间范围、污染物的初始浓度和排放源信息等。
每个模型都有相应的配置文件和参数，使用者需要根据应用需求进行相应的设置。
空气质量模型培训
CMAQ、CAMx、 WRF-CHEM模式
多尺度嵌 套
IIASA-RAINS 模式
几百到几 千公里
可模拟二氧化硫、氮氧 化物及颗粒物的浓度及 沉降过程，主要侧重于 酸沉降模拟
可模拟多种大气污染问 题，适用于长三角、珠 三角及京津冀等区域性 大气环境模拟 可模拟多种大气污染问 题，适用于城市尺度大 气污染问题的模拟
原则3：淡化“绝对值”，注重“变化值及相对值”，同时充
分利
用现有监测数据；
原则4：模型模拟结果的验证应淡化“时间”序列验证，强化 “空间”点位的趋势性验证。
2、CMAQ模型在规划中的使用流程
2.1 为什么使用CMAQ模型
区域大气污染特征：一次污染二次污染复合、区域 间相互影响； CMAQ模型的特征 ：可一次性模拟多种大气环境问 题，特别是区域复合型大气污染，如：O3、PM2.5及酸 雨等环境问题。
（1）排放清单编制—模型模拟的关键所在！ 高化学分别率、高空间分辨率、高时间分辨率；
（2）mm5/wrf气象模型
基于Linux操作系统，模型为源码形式、无界面，需重
新编译，计算量及数据量大，且模拟参数复杂；
（3）CMAQ空气质量模型
基于Linux操作系统，模型为源码形式、无界面，需重
新编译；计算量及数据量大，需并行计算；海量模拟数据后 分析同样较为复杂。
识别重点控制单元
为确定环境质量目标提供依据
4.1 污染空间分布及区域传输特征—分区管理
污染严重的地区—敏感受体
哪些地方污染严重？这些地方的首要污染因子？采取怎
样有针对性的保护措施？—重点保护对象
贡献较大的地区—敏感源头 区域污染的主要来源？哪些城市是主要污染贡献者？对重 点单元提出限制新建重污染项目、划分禁燃区、实施煤
cmaq空气质量模型
cmaq空气质量模型
CMAQ空气质量模型是一种描述大气污染物空气质量的复杂数值模型，它对大气环境细节（如化学反应、湍流以及源/物种特殊反应）具有良好的描述性能。
CMAQ模型拥有一个用来模拟源至去除处的CO、NOX、挥发性有机物（VOC）以及
S01的特性，它可以预测各种大气污染物的持续暴露水平与趋势，用来评估空气污染扩散、颗粒物沉降、污染对细节的影响等。
CMAQ模型的主要用途在于对大气气象过程及其与污染物相关的观测数据进行多重分析，其用于空气污染物模型数值模拟以及辅助决策和规划研究。
此外，CMAQ 模型还可以用于评估空气质量管理策略，以及实施空气污染控制的有效性。
CMAQ 模型的实施一般分为三个阶段：数据前处理、模拟和分析。
CMAQ空气质量模型的众多优点使它成为空气污染控制、污染定量风险评估和污染防控最常见且最佳的数值模型。
首先，它可以准确地模拟空气污染物扩散，用于研究空气污染暴露水平；其次，CMAQ可以模拟特定条件下单个颗粒物细胞中物种浓度的发展趋势；最后，该模型克服了历史上许多模型的科学瓶颈，给了研究者一个更健壮的用于减少污染的支持。
CMAQ空气质量模型在减少污染排放，改善空气质量方面发挥着极大作用。
CMAQ模型能较为准确地模拟空气污染物扩散，可以作为空气污染防治政策的指导性模型，帮助相关部门制定出更有效的治霾政策，以扭转大气污染的态势，得到最佳的防治成效。
cmaq vbs使用
cmaq vbs使用CMAQ VBS是一种基于CMAQ（Community Multi-scale Air Quality）模型的可视化建模系统，用于模拟和预测大气污染物的传输和转化过程。
本文将介绍CMAQ VBS的基本原理、应用领域和使用方法。
CMAQ VBS是一个基于Visual Basic Scripting语言的工具，用于对CMAQ模型进行预处理和后处理。
它可以帮助用户方便地输入和处理大气污染物的数据，以及可视化模拟结果。
CMAQ VBS支持多种输入格式，包括GRIDDED和POINT格式的数据。
用户可以根据实际需求选择不同的输入数据，并进行相应的处理和分析。
CMAQ VBS的应用领域非常广泛，包括大气污染监测、环境影响评估、气候变化研究等。
通过模拟和预测大气污染物的传输和转化过程，我们可以更好地了解大气污染的来源和分布规律，为环境管理和政策制定提供科学依据。
同时，CMAQ VBS还可以用于评估不同控制策略对大气污染的影响，为减少大气污染提供技术支持。
在使用CMAQ VBS时，用户首先需要准备好输入数据，包括大气污染物的浓度、气象条件等。
然后，用户可以通过CMAQ VBS提供的接口进行数据的输入和处理。
CMAQ VBS提供了丰富的功能和工具，包括数据插值、数据平滑、数据筛选等，用户可以根据自己的需求选择合适的功能进行数据处理和分析。
最后，用户可以通过CMAQ VBS提供的可视化界面查看和分析模拟结果，包括大气污染物的空间分布、时间变化等。
CMAQ VBS是一个功能强大的可视化建模系统，可以帮助用户方便地进行大气污染物的模拟和预测。
它在大气污染监测、环境影响评估、气候变化研究等领域具有广泛的应用前景。
通过使用CMAQ VBS，我们可以更好地了解大气污染的分布规律，为环境管理和政策制定提供科学依据。
同时，CMAQ VBS还可以用于评估不同控制策略对大气污染的影响，为减少大气污染提供技术支持。
空气质量监测仪器操作技术手册
空气质量监测仪器操作技术手册第一章：引言空气质量是人们生活中十分重要的指标之一。
为了保障公众的健康和环境的可持续发展，我们需要准确地监测和评估空气质量。
而空气质量监测仪器则是我们实现这一目标的重要工具。
本手册旨在介绍空气质量监测仪器的操作技术，帮助操作人员正确、准确地使用仪器。
第二章：仪器概述2.1 仪器类型本节介绍主要的空气质量监测仪器类型，包括大气气体分析仪、颗粒物浓度监测仪以及多功能空气质量监测仪。
2.2 仪器结构本节详细描述了各种类型仪器的基本结构和主要组成部分，包括传感器、控制系统、数据采集与处理系统等。
第三章：仪器使用准备3.1 仪器环境条件本节介绍了使用仪器时需要考虑的环境条件，包括温度、湿度、气压等要求，以确保仪器的正常运行和准确性。
3.2 仪器校准与维护本节详细说明了仪器的校准与维护工作，包括校准方法、校准气体的选取与使用，以及仪器的日常维护措施。
3.3 安全事项本节列举了仪器使用过程中需要注意的安全事项，包括仪器操作人员的个人防护、仪器周围的环境安全等，以确保使用过程的安全性。
第四章：仪器操作步骤4.1 仪器开机与关机本节详细描述了仪器的开机与关机步骤，以确保仪器能够正常启动和关闭。
4.2 仪器参数设置本节介绍了仪器参数设置的方法与注意事项，包括仪器测量范围的选择、采样时间间隔的设置等。
4.3 仪器数据采集与记录本节指导操作人员如何进行仪器数据的采集与记录，包括数据采集的频率、数据记录的格式等。
第五章：故障排除5.1 常见故障及处理方法本节列举了仪器可能出现的常见故障及相应的处理方法，以帮助操作人员在故障发生时能够快速解决问题。
第六章：附录6.1 术语解释本节对仪器操作中常见的术语进行解释，以帮助操作人员更好地理解和应用。
6.2 操作人员常见问题解答本节回答了操作人员在使用过程中常遇到的问题，解答了他们的疑惑，提供了相关的参考和建议。
结论本文对空气质量监测仪器的操作技术进行了详细介绍，包括仪器的概述、使用准备、操作步骤以及故障排除等。
CMAQ模式卫星产品源同化模型及其在空气质量预报中的应用研究_程兴宏
中国科学: 地球科学 2010年 第40卷 第4期: 511 ~ 522 引用格式: Cheng X H, Xu X D, Ding G A. An emission source inversion model based on satellite data and its application in air quality forecasts. Sci China Earth Sci,2010, doi: 10.1007/s11430-010-0044-9《中国科学》杂志社SCIENCE CHINA PRESS论 文CMAQ 模式卫星产品源同化模型及其在空气质量预报中的应用研究程兴宏①②*, 徐祥德①, 丁国安①① 中国气象科学研究院, 北京 100081; ② 国家气候中心, 北京 100081 * E-mail: cxingh@收稿日期: 2009-01-12; 接受日期: 2009-10-28国家重点基础研究发展计划(编号: G1999045700)、北京城市大气环境-CMAQ 模式技术发展与业务推广项目(编号: CMATG2007Z04)资助摘要 对比分析了2006年1月和8月华北地区OMI NO 2卫星遥感二级产品和NO 2实测浓度变化趋势的一致性, 重点构建了CMAQ 空气质量模式卫星遥感产品源同化模型, 采用变分订正方法和CMAQ 卫星遥感产品源同化技术方案探讨了华北地区冬夏季OMI 高分辨率柱浓度卫星资料在空气质量数值预报中的应用. 分析结果表明, 无论冬季还是夏季, 华北地区NO 2实测浓度与OMI NO 2卫星遥感柱浓度的变化趋势具有较好的一致性, 两者的相关性较显著, 该卫星资料可适用于华北地区卫星遥感-地面观测综合变分分析; 经过线性和变分订正后, 北京周边地区OMI NO 2柱浓度的空间分布特征与实测值分布一致, 而且可清晰反映出NO 2空间分布特征, 即NO 2的城市局地污染特征较明显. 经变分订正的OMI NO 2柱浓度的空间分布特征可看出, 北京的西南、东南地区污染源对北京地区的NO 2浓度的影响较大. 采用高分辨率的OMI NO 2卫星遥感资料同化修正排放源时, WRF-CMAQ 模式对于华北地区冬、夏季NO 2浓度水平预报和趋势预报可取得较显著的改善效果. 采用经变分订正的、高分辨率的OMI NO 2卫星遥感资料进行源同化时, 可模拟得到与实测浓度分布较一致的、高分辨率的NO 2浓度信息, 弥补了采用地面有限实测资料同化修正初始排放源时WRF-CMAQ 模式模拟NO 2浓度时空分布的不足, 卫星观测资料对于城市区域尺度的NO 2浓度模拟尤为重要. OMI NO 2高分辨率卫星遥感资料对于华北地区的NO x 排放源反演、区域污染调控和治理以及提高北京街区尺度NO 2浓度预报水平有一定的实际应用和参考价值.关键词OMI NO 2卫星产品 变分订正CMAQ 源同化模型 空气质量预报目前空气质量模式的发展趋势是动力-化学耦合模式系统, 主要以美国环保局(EPA)开发的第三代空气质量预报和评估系统MODEL-3为代表[1]. MODEL-3由中尺度气象模式、污染源排放模式和多尺度空气质量模式三部分组成, 其核心空气质量模式CMAQ(Community Multiscale Air Quality Model)具有局地、城市、区域和大陆等多种尺度的模拟能力. 由于Models-3模拟系统具有通用性、灵活性、开放性等优点, 近几年发展迅速, 成为国内外应用最为广泛的空气质量模拟系统之一[2~8]. 唐孝炎等[9]指出污程兴宏等: CMAQ 模式卫星产品源同化模型及其在空气质量预报中的应用研究512染源排放数据是空气质量模式的重要输入数据, 排放源资料的不确定性在很大程度上决定了模式输出结果的准确性. 因此, 获取客观污染源分布是新一代空气质量预报模式预测能力提高的关键技术环节, 也是空气质量模式发展的技术难题与“瓶颈”问题. Xu 等[10]首次提出了CMAQ 模式迭代器源反演模型, 即在空气质量预报方程中加入排放源的“张弛调整项”以减少模式预报结果与空气污染实测浓度的误差; 采用该源同化方法和CMAQ 模式预报了2006年1, 4, 8, 10 四个月全国范围的NO 2浓度, 并与常用的东亚地区2000年David Streets 排放源[11]预报的结果及实际观测结果进行对比, 发现采用“Nudging”源同化反演方法, 不仅显著改善了中国地区不同城市NO 2浓度的预报趋势, 而且可明显减少预报误差, 预报效果明显优于被普遍应用的2000年David Streets 初始源的预报结果; NO 2源同化反演模型可适用于中国不同地区、不同季节、不同天气过程. 有关CMAQ 模式和“Nudging”源同化反演方法的详细介绍见文献[12].“Nudging”源同化反演模型是以CMAQ 模式模拟的污染物浓度与实测值的偏差作为收敛判据的, 因此地面空间分辨率较低的观测资料必然会限制“Nudging”源同化反演效果以及NO 2浓度预报水平. 由于地面NO x 浓度观测资料有限, 1995年以来卫星观测反演的高分辨率、覆盖范围较大的NO x 对流层柱浓度资料弥补了地基和飞机观测数据的不足, 卫星遥感反演的NO x 柱浓度资料得到了广泛应用. Martin 等[13]指出, 这些卫星遥感反演数据在NO x 源反演模型中的应用为改善源排放清单和提高NO x 排放源及其化学反应机理的认识提供了可能. 目前卫星遥感反演的NO x 对流层柱浓度资料主要来自于应用较为广泛的三种卫星探测器, 即Envisat 环境卫星上的SCIAMACHY 传感器、ERS-2号卫星上的GOME 光谱仪和Aura/EOS 卫星上的OMI 探测器. 三种探测器的时空分辨率分别为: SCIAMACHY 处理一次覆盖960 km, 水平分辨率为60 km×30 km(轨道方向×垂直轨道方向), 6天完成全球监测; GOME 扫描宽度亦为960 km, 水平分辨率为320 km×40 km, 6天完成全球监测; OMI 扫描宽度为2600 km, 水平分辨率为13 km×24 km, 1天完成全球监测.国外有关研究表明, 上述三种探测器单次测量反演的NO x 柱浓度资料的误差为30%~60%[14~16]. 在将卫星反演数据应用于源反演模型之前需对这些数据进行订正和误差估计, 尤其是对流层NO x 柱浓度资料的反演是基于大气状态, 例如NO x 廓线形状. 目前主要采用地基和空基观测数据来订正对流层NO x 柱浓度卫星反演数据. Boersma 等[17]比较了2006年3月美国墨西哥INTEX-B 实验飞机观测的地面到高空1000 ft NO 2浓度和OMI NO 2柱浓度, 多次对比实验结果表明, 两者具有显著的相关, 而且OMI NO 2柱浓度偏差较小. Boersma 等[18]对比分析了2006年8月OMI NO 2和SCIAMACHY NO 2柱浓度与实测NO 2柱浓度, 结果发现SCIAMACHY 和OMI NO 2柱浓度均比实测值偏小, 但对于北半球中纬度地区来自化石燃烧排放的NO 2而言, SCIAMACHY NO 2比OMI NO 2柱浓度偏高40%. Wang 等[19]采用OMI NO 2准实时的卫星反演资料分析了北京市政相关部门采取的强制汽车减排措施对减少NO x 排放量的实施效果, 研究指出由于OMI 二级NO 2柱浓度卫星产品的空间和时间分辨率相对较高, 而且经过多种算法订正, 适合于NO x 排放源的反演.国内部分学者采用上述三种卫星遥感探测器反演资料进行了初步研究. 江文华等[20]利用GOME 卫星资料分析北京大气NO 2 污染变化, 李莹[21]进行了地基DOAS 观测反演的NO 2 柱总量与SCIAMACHY 卫星NO 2数据的比较及NO 2时空分布的相关研究. 张兴赢等[22]利用GOME 和SCIAMACHY 近10 a 的对流层NO 2数据以及北京、上海等城市的地面观测数据, 研究了中国区对流层NO 2的年际变化趋势、时空分布特征以及来源解析. 结果表明, 中国对流层的高值区分布在京津冀、长江三角洲、珠江三角洲、四川盆地以及人口密集的超大城市区; 同近地面浓度观测的比较表明, 卫星在长时间、大尺度研究大气痕量气体组成变化和监测空气质量方面具有非常好的稳定性和均匀性. 张彦军等[23]利用OMNO 2全球产品卫星遥感资料研究北京、黄骅港、三亚、深圳和抚顺的NO 2月平均变化情况. 结果显示2004 年10 月至2007 年10 月期间北京对流层NO 2月平均垂直柱密度总体呈增加趋势. 以上研究多利用GOME 或SCIAMACHY 卫星资料, 没有发挥OMI 的优势, 而且有关OMI NO 2卫星遥感柱浓度资料的误差分析、订正方法及其在排放源源反演方面的应用研究相对较少. 本文采用卫星遥感-地面观测综合变分订正方法和地面实测NO 2浓度订正了OMI NO 2卫星遥感二级产品, 提高了其准确度和时空分布合理性. 本文采中国科学: 地球科学 2010年 第40卷 第4期513用的变分订正处理方案, 已在城市热岛、沙尘暴过程大气要素场、北京周边地区气溶胶和PM 10浓度综合变分分析等诸多方面取得了客观订正的显著效 果[24~27].本文采用二级NO 2柱浓度卫星产品着重讨论该产品在改善NO x 源同化修正效果及提高NO 2浓度预报水平中的初步应用. 即对比分析了华北地区OMINO 2高分辨率柱浓度卫星资料与地面实测资料的一致性, 采用卫星遥感-地面观测综合分析方法讨论了华北地区NO 2排放源对北京市空气质量的影响效应;采用经过变分订正、准实时的OMI NO 2高分辨率卫星反演资料进行华北地区NO x 源同化修正试验, 借助CMAQ 模式检验高分辨率的NO x 同化修正源的预报效果.1 OMI/Aura 卫星产品和使用资料美国宇航局(National Aeronautics and Space Administration, NASA)用于监测全球变化的主要卫星系统-地球观测系统(Earth Observing System, EOS)包括Terra, Aqua 和Aura 三颗卫星. AURA 卫星主要用于大气化学观测, 该卫星上搭载有四个不断升级的遥感仪器: 高分辨率动力学临边探测器(HIRDLS)、微波临边探测器(MLS)、臭氧监测探测器(OMI)和对流层排放分光计(TES). OMI 与Aura/EOS 卫星上的其他探测器互为补充, 采用推扫式成像高光谱仪探测可见光和紫外光中的太阳后向散射. 高光谱仪提高了臭氧总量的观测精度和辐射、波长订正的精度. OMI 遥感器以极轨方式观测, 每天给出一个区域分布的观测数据.一个单独的OMI NO 2产品文件对应于一次Aura 轨道扫描阳光照射部分的所有OMI 测量信息. 每次测量时60个交叉路径同时进行, 60个交叉测量大约覆盖了地面2600 km 的宽测绘带. OMI NO 2产品文件中包括NO 2倾斜柱总量(即沿太阳到大气, 再反射回卫星的光学路径的总量)、NO 2垂直柱总量以及对流层NO 2柱总量的贡献估计. OMI NO 2文件中也包括其他辅助数据, 即数据质量标记、测量精度、质量控制信息等. OMI NO 2二级产品包括如下四种主要的NO 2垂直柱总量产品: (1) 地面以上的总观测垂直柱浓度; (2) 对流层观测垂直柱浓度(即从地面积分到150 hpa); (3) 污染观测垂直柱浓度(Polluted, 即地面积分到250 hPa); (4) 云覆盖垂直柱浓度. 文献[28, 29]详细描述了OMI NO 2产品的基本反演方法及改进算法. 本文中使用经过辐射和大气质量因子订正的OMI NO 2污染观测垂直柱浓度二级产品. 这两种产品每天两次(北京时间12:00和14:00左右)覆盖中国地区, 本文使用12时左右覆盖华北大部分地区的OMI NO 2 Polluted 二级产品. 水平分辨率为26 km×48 km. 在进行卫星遥感-地面观测综合变分处理时, 将卫星产品资料插值到12 km×12 km 网格, 以便进行华北地区NO 2源同化修正. 2 OMI NO 2卫星资料与地面观测资料的对比分析与OMI NO 2卫星遥感资料比对的地面观测资料为2006年1和8月中国环境保护部提供的华北地区10个城市的NO 2日平均浓度, 该日平均资料是每天12时(北京时, 下同)到第二天12时的平均值. 图1给出了2006年1月和8月华北地区SO 2, NO 2, PM 10三种污染物实测浓度的区域平均值逐日变化特征. 由图1中可看出, 三种污染物的变化趋势较一致, 冬季三种污染物浓度明显高于夏季, 这与冬季采暖污染源排放较高有关. 2006年1月3, 9, 10, 14, 15, 27, 29日和8月18, 19, 22, 24, 25日三种污染物浓度相对较高. 本文挑选上述NO 2浓度相对较高的样本与卫星资料进行对比.本文着重对比分析了2006年1和8月NO 2浓度相对较高日华北地区10个城市NO 2实测浓度与OMI NO 2 Polluted 二级产品柱浓度(如图2所示), 其中由于受到云的影响, 部分城市卫星观测缺测, 即1月29日一个测站的OMI NO 2垂直柱浓度缺测; 8月22日两个测站、25日一个测站的OMI NO 2垂直柱浓度缺测. 由图2可看出, 无论冬季还是夏季, 华北地区10个城市NO 2实测浓度与OMI NO 2卫星遥感柱浓度的变化趋势具有较好的一致性, 即两者的相关性较显著. 2006年1月NO 2浓度相对较高日华北地区10个城市NO 2实测浓度与OMI NO 2柱浓度的相关系数为0.43(69个样本); 8月两者的相关系数为0.38(47个样本). 由图2可发现, 北京、天津、石家庄、烟台、呼和浩特等城市NO 2浓度和OMI NO 2柱浓度相对较高. 1月上述大部分城市NO 2浓度超过80 μg/m 3, 即国家空气质量二级标准; 而8月上述城市NO 2浓度低于程兴宏等: CMAQ 模式卫星产品源同化模型及其在空气质量预报中的应用研究514图1 2006年1月和8月华北地区3种污染物区域平均浓度的日际变化(a) 1月; (b) 8月80 μg/m 3. 另外1月29日和8月大部分样本卫星观测值偏低, 这可能因为华北地区OMI 卫星观测时段(中午12~14时, 北京时)垂直对流和水平平流加强, 近地层污染物向上输送和水平扩散增加; 光化学反应消耗NO 2较多; 天气过程差异等造成对流层NO 2柱浓度减小. 然而由于无法获得时间分辨率较高的实测资料, 仅有地面日平均浓度资料, 无法反映中午前后的低值情况, 因此与地面日平均NO 2浓度相比, OMI NO 2柱浓度偏低. 本文将在今后的工作中深入研究. Boersma 等[18]对比分析了2006年8月OMI NO 2与实测NO 2柱浓度, 结果发现OMI NO 2柱浓度均比实测值偏小; 并采用全球3维化学传输模式(GEOS- Chem)分析了造成OMI NO 2卫星观测低估的原因, 结果表明其主要原因是中午NO 2光化学反应消耗较日平均大. 本文分析结果与Boersma 等[18]的研究结果一致.3 华北地区OMI NO 2卫星资料的变分订正上述分析结果表明, 不论冬季还是夏季, NO 2实中国科学: 地球科学 2010年 第40卷 第4期515图2 2006年NO 2浓度相对较高日地面观测NO 2浓度与OMI NO 2(Polluted)卫星遥感垂直柱浓度的比较从左向右分别为: 1月3, 9, 10, 14, 15, 27, 29日(a); 8月18, 19, 22, 24, 25日(b)测浓度与OMI 卫星遥感柱浓度资料的相关性较显著, 两者空间分布特征较一致, 因此NO 2柱浓度卫星资料可适用于华北地区卫星遥感-地面观测综合变分分析, 本文采用的线性订正和变分订正方法参考文献[27]. 本文首先采用2006年1月NO 2浓度相对较高日NO 2地面观测浓度与OMI NO 2柱浓度的线性关系订正了2007年2月3~6日4天华北地区星下点的卫星遥感资料, 得到与地面实测浓度同量级的新的OMI NO 2卫星遥感资料; 然后采用卫星遥感-地面观测综合变分方法和2月3~6日华北地区23个测站的NO 2实测浓度对新的卫星遥感资料进行再次订正, 为分析周边污染源对北京空气质量的影响效应提供客观准确的卫星遥感数据. 式(1)为2006年1月重污染日NO 2地面观测浓度与OMI NO 2柱浓度的线性关系式.Y =0.14X +43.10, (1)式中X 代表OMI NO 2卫星遥感柱浓度, Y 代表新的OMI NO 2柱浓度.图3给出了2007年2月6日OMI NO 2卫星遥感柱浓度及其线性订正值、变分订正值与地面实测NO 2浓度的空间分布特征. 总体而言, 经过线性和变分订正后, 北京周边地区OMI NO 2柱浓度的空间分布特征与地面实测值一致, 变分订正效果较好. 图3(a)~(c)均可看出如下的NO 2空间分布特征: 济南、石家庄、邯郸、保定、唐山与北京等城市OMI NO 2柱浓度及程兴宏等: CMAQ模式卫星产品源同化模型及其在空气质量预报中的应用研究516图327年2月6日OMINO2卫星遥感柱浓度及经过线性和变分订正的值与地面实测NO2浓度的空间分布特征(a)OMINO2柱浓度(114mol/m2);(b)OMINO2柱浓度的线性、变分订正值(μg/m3);(c)NO2地面实测浓度(μg/m3)中国科学: 地球科学 2010年 第40卷 第4期517其订正值相对较高; 其他地区相对较低. OMI NO 2变分订正值的空间分布表现出天津、呼和浩特等城市污染较严重, 与实测值分布较一致. 上述分析结果表明经过地面实测资料变分订正后的NO 2柱浓度的空间分布可清晰反映出NO 2的空间分布特征, 尤其是表现出北京的西南、东南部(石家庄、保定、天津等地区)与北京地区形成NO 2的带状高值区. 本文结果与文献[22]研究结果一致.4 OMI NO 2卫星资料在源同化修正模型中的初步应用由上述分析结果可知, 经过线性和变分订正后, 北京周边地区OMI NO 2卫星遥感产品的空间分布特征与地面实测资料一致. 因此本文采用经过线性和变分订正后的、空间分辨率较高的OMI NO 2卫星遥感资料, 对华北地区12 km×12 km 的初始排放源进行源同化修正, 并采用该同化修正源和WRF-CMAQ 模式检验其客观性. 由于相对准确的源排放清单对于奥运会期间北京地区的空气质量保障服务及周边污染源的控制决策研究极为重要, 因此本文着重讨论了OMI NO 2高分辨率卫星遥感资料对于改善奥运时段华北地区的NO 2排放源清单及空气质量预报的重要作用.4.1 WRF-CMAQ 模式参数和试验设计方案 4.1.1 CMAQ 与WRF 模式基本参数设置(1) 网格设置: 采用两重单向嵌套网格, 第一重网格范围: 17°~49°N, 71°~134°E, 网格中心点位于34.0°N, 102.0°E, 网格数为130×94, 网格距为36 km; 第二重网格范围: 33°~45°N, 104°~125°E, 网格数为163×103, 网格距为12 km; 两重网格垂直方向均分为不等距13层, 其分辨率在大气低层较高并随高度逐渐降低, 其中近一半分布在2 km 以下.(2) 物理过程: 水平平流和垂直对流采用PPM 解法; 垂直扩散采用Crank-Nicholson 解法; 考虑了干沉降和湿沉降过程.(3) 化学机制: 选用改进的CBM-IV 机理(CB4- AE3-AQ), 该机理同时考虑了液相和气溶胶化学, 化学机理利用QSSA 算法求解.(4) 气象场输入: 逐时的气象场输入采用WRF 模式的模拟结果, 包括高度和气压场、风场、温度场、水汽场、云量、降水以及垂直扩散系数等; WRF 模式的水平网格设置同CMAQ 模式, 垂直方向分为不等距28层, 模式顶高约为17 km, 垂直分辩率在近地层较高; 采用1°×1°的NCEP 资料(6小时间隔)作为大尺度气象背景场和边界条件; 积云参数化方案为Kain-Fritsch(new Eta)方案, 边界层参数化方案为Mellor-Yamada-Janjic(Eta) 湍流动能方案, 大气辐射方案为RRTM 长波和云(Dudhia)短波辐射方案.(5) 源排放输入: 初始排放源清单由美国环保局(EPA)释放, 水平分辨率为36 km×36 km, 垂直方向12层, 根据David Streets 2000年亚洲地区1°×1°的排放源[11]编制, 其中自然源来自GEIA(Global Emission Inven- tory Activity). 并以该初始排放源为基础, 采用源同化方法反演源排放清单.(6) 初始条件和边界条件设置: CMAQ 模式运行第一天时采用模式自带的清洁大气的垂直廓线, 第二天运行时采用第一天的输出结果作为初始浓度场和边界值.(7) 源同化试验时段和效果检验时段分别如下: 源同化试验时段: 2007年2月6日(冬季)、2006年8月12日(夏季).效果检验时段: 2007年2月3~5日和2006年8月1~10日.在分析华北地区各城市的CMAQ 模式输出结果时, 取各城市范围内的网格点的平均值作为模式模拟值.4.1.2 试验方案设计(1) 冬季试验: 采用2007年2月6日华北地区340个格点上经地面实测资料变分订正的OMI NO 2卫星遥感订正值, 对空间分辨率为12 km×12 km 的初始排放源进行同化修正, 并采用同化修正源和WRF- CMAQ 模式模拟2月3~5日20个测站的NO 2浓度.(2) 夏季试验: 采用2006年8月12日华北地区330个格点上经地面实测资料变分订正的OMI NO 2卫星遥感订正值, 对空间分辨率为12 km×12 km 的初始排放源进行同化修正, 并采用同化修正源和WRF-CMAQ 模式模拟8月1~10日华北地区35个测站和北京地区5个测站的NO 2浓度.4.1.3 观测资料说明(1) 冬季: 2007年2月3~6日中国环境保护部提程兴宏等: CMAQ 模式卫星产品源同化模型及其在空气质量预报中的应用研究518供的全国112个环境监测站的SO 2和NO 2日平均浓度观测资料, 其中华北地区有20个站. 日平均资料计算方法同上.(2) 夏季: 2006年8月1~10日中国环境保护部提供的华北地区40个环境监测站的SO 2和NO 2日平均浓度观测资料, 日平均资料计算方法同上.4.2 试验结果分析 4.2.1 冬季图4给出了采用初始排放源和经变分订正的OMI NO 2高分辨率卫星遥感资料同化反演的修正源时, WRF-CMAQ 模式模拟的2007年2月3~5日华北地区每天20个测站的NO 2浓度与实测值的比较. 由图4可看出, 采用初始排放源时, 3天20个测站的NO 2浓度模拟值与实测值的相关较差, 相关系数为0.25; 而采用同化源时, 两者相关较显著, 相关系数为0.59, 超过了99.9%置信度水平(51个样本). 采用初始排放源和同化源时, 3天20个测站的NO 2模拟浓度与实测浓度的平均偏差分别为−66.98%和 2.22%. 由上述分析结果可知, 采用高分辨率的OMI NO 2卫星遥感资料同化修正排放源时, 除个别城市外, NO 2模拟浓度与实测值较接近, 两者的空间分布较一致. WRF-CMAQ 模式对于华北地区冬季NO 2趋势和浓度水平预报可取得较显著的改善效果.4.2.2 夏季图5给出了采用初始排放源和经变分订正的OMI NO 2高分辨率卫星遥感资料同化反演的修正源时, WRF-CMAQ 模式模拟的2006年8月1~10日华北地区每天35个测站和北京地区每天5个测站的NO 2浓度与实测值的比较. 对比图5(a)和(b)可看出, 采用初始排放源和同化源时, 华北35个测站的NO 2浓度模拟值与实测值的相关性和平均偏差差异较明显, 相关系数分别为0.12, 0.45, 平均偏差分别为−71.29%, −44.16%. 由该图可知, 经过OMI NO 2高分辨率卫星遥感资料同化修正后的排放源, 可在一定程度上改善华北地区NO 2浓度的趋势预报效果, 但大部分测站NO 2浓度模拟值低于实测值. 这可能与OMI NO 2柱浓度卫星遥感资料比实测柱浓度偏小有关[18]. 另外用于卫星遥感-地面观测变分订正的NO 2浓度实测资料站点较少, 订正效果有一定局限性. 本图4 分别采用初始排放源和经变分订正的OMI NO 2卫星资料同化反演的修正源时, WRF-CMAQ 模式模拟的2007年2月3~5日华北地区20个测站的NO 2浓度与实测值比较(a) 采用初始源时NO 2模拟值与实测值的相关分析; (b) 采用同化源时NO 2模拟值与实测值的相关分析; (c) 分别采用初始源和同化源时NO 2模拟值与实测值的浓度水平比较, 从左向右, 日期分别为2月3~5日中国科学: 地球科学 2010年 第40卷 第4期519图5 分别采用初始源和经变分订正的OMI NO 2卫星遥感资料进行源同化修正后, WRF-CMAQ 模式模拟的2006年8月1~10日华北地区47个测站和北京地区5个测站的NO 2浓度与实测值比较(a) 采用初始源时NO 2模拟值与实测值的相关分析; (b) 采用同化源时NO 2模拟值与实测值的相关分析; (c) 分别采用初始源和同化源时NO 2模拟值与实测值的浓度水平比较, 从左向右, 日期分别为8月1~10日文将在以后的工作中进一步深入研究. 图5(c)分别为采用初始排放源和同化源时, 北京地区5个测站的NO 2浓度模拟值与实测值的比较结果. 由该图可看出, OMI NO 2高分辨率卫星遥感资料可显著改善北京地区城市尺度的NO 2排放源及城区和近郊区的NO 2浓度趋势预报和浓度水平预报效果. 采用初始排放源时, 10天5个测站(部分测站资料缺测)NO 2浓度模拟值与实测值的相关较差, 相关系数为0.06; 而采用同化源时, 两者相关性较显著, 相关系数为0.63, 超过了99.9%置信度水平. 采用初始排放源和同化源时, NO 2浓度模拟值与实测值的平均偏差分别为−75.69%, −17.0%, 采用高分辨率的OMI NO 2卫星遥感资料同化修正排放源时, 北京街区尺度NO 2浓度的趋势和浓度水平预报效果均有显著改进. 除部分测站(主要是古城和天坛站)NO 2模拟值偏低外, 其他测站模拟值与实测值较接近, 奥体中心、东四和农展馆的模拟效果较好, 3个测站10天NO 2模拟值的平均偏差为 7.43%. 上述结果表明, OMI NO 2高分辨率卫星遥感资料对于华北和北京地区的NO 2排放源的改善以及街区尺度NO 2浓度预报水平的提高有一定的实际应用和参考价值.4.2.3 卫星资料对华北地区NO 2浓度空间分布模拟的重要影响 上述分析结果给出了采用经变分订正的OMI NO 2卫星遥感资料进行源同化修正时, CMAQ 模式的模拟结果与各测站NO 2实测浓度的比较, 本文亦比较了采用地面有限测站的NO 2实测浓度资料和采用高分辨率的、经变分订正的OMI NO 2卫星遥感资料进行源同化时, CMAQ 模式的模拟结果空间分布特征的差异, 如图6所示. 由图6可知, 采用卫星资料时, CMAQ 模拟的华北地区NO 2浓度空间分布与实测浓度分布较一致, 而且给出了常规观测站点以外较详细的、高分辨率的NO 2浓度信息. 尤其表现出石家庄、保定、北京一带的NO 2浓度高值区, 而且模拟值更接近实测值. 而采用地面有限的实测浓度资料时, CMAQ 模式仅模拟出常规测站的NO 2浓度, 而其他地区的NO 2浓度均为同样的模拟值, 与实际情况不符. 另外CMAQ 模拟的NO 2浓度空间分布与实测浓度分布差异较大, 与造成NO 2城市尺度污染特征的。
基于WRF-CMAQ_的空气质量等级预报模型
Operations Research and Fuzziology 运筹与模糊学, 2023, 13(1), 120-128 Published Online February 2023 in Hans. https:///journal/orf https:///10.12677/orf.2023.131014基于WRF-CMAQ 的空气质量等级预报模型杨 洁*，魏正元，徐慧颖，吴 镜重庆理工大学，理学院，重庆收稿日期：2022年12月29日；录用日期：2023年2月1日；发布日期：2023年2月9日摘要空气质量与气象条件之间存在较强的相关关系，目前我国常用的WRF-CMAQ 模型预测效果并不理想，本文在此一次预报数据的基础上，结合实测气象数据、实测主要污染物浓度数据，建立了空气质量二次预报模型。
利用中国环境监测总站发布的相关数据，对污染物浓度进行K 均值聚类，将天气分型，再按类别逐步回归拟合模型，最后分析二次预报模型的预测准确性。
结果表明相较于一次预报，二次预报准确率显著提升。
关键词空气质量，二次预报，聚类分析，逐步回归Air Quality Index Prediction Model Based on WRF-CMAQJie Yang *, Zhengyuan Wei, Huiying Xu, Jing WuDepartment of Science, Chongqing University of Technology, ChongqingReceived: Dec. 29th , 2022; accepted: Feb. 1st , 2023; published: Feb. 9th, 2023AbstractThere is a strong correlation between air quality and meteorological conditions, and the predic-tion effect of the commonly used WRF-CMAQ model is not ideal. Based on this first prediction data, combined with the measured meteorological data and the measured pollutant concentration data, this paper establishes a secondary prediction model for air quality. Using the relevant data re-leased by China Environmental Monitoring Station, the pollutant concentration is clustered by K-means, the weather is classified, and then the model is fitted by stepwise regression according*通讯作者。
测量CMA质量手册和程序文件
测量CMA质量手册和程序文件1. 引言CMA（Content Management Association）是一种用于管理、存储和发布内容的系统。
在使用CMA系统时，测量质量手册和程序文件的准确性和完整性非常重要。
本文将介绍如何测量CMA质量手册和程序文件，并提供一些常用的工具和技巧。
2. 测量CMA质量手册CMA质量手册旨在规范和指导CMA的使用和管理。
为了确保CMA质量手册的准确性和完整性，我们可以采取以下步骤：2.1. 文件结构检查首先，检查CMA质量手册的文件结构是否符合预期。
确保文件夹和文件的命名规范统一，并且各个章节和文件之间的关系清晰明了。
可以使用文件管理工具或命令行来检查文件的命名和组织。
2.2. 正确性验证其次，验证CMA质量手册中所包含的内容的正确性。
这包括确保CMA的相关定义、功能和操作步骤等的准确性。
我们可以通过以下方法进行验证： - 仔细阅读CMA质量手册，并与实际操作进行对比，确保其中的描述和操作步骤是准确无误的。
- 参考CMA系统的官方文档或用户手册，对照其中的内容，确保质量手册中的描述与官方文档一致。
2.3. 完整性检查最后，检查CMA质量手册是否完整，是否包含了所有必要的章节、内容和附录等。
确保质量手册中的所有章节没有缺失，并且内容之间的逻辑关系清晰。
可以通过查看目录结构、章节标题和内容摘要等方式进行检查。
3. 测量CMA程序文件CMA程序文件包括CMA系统的源代码、配置文件和其他相关文件。
这些文件的正确性和完整性对CMA系统的正常运行非常重要。
下面是一些测量CMA程序文件的方法：3.1. 代码静态分析通过使用代码静态分析工具，可以检查CMA程序文件中的语法错误、代码规范问题和潜在的Bug等。
常用的代码静态分析工具包括lint工具、代码质量检查工具和静态分析工具等。
3.2. 单元测试编写单元测试是衡量CMA程序文件质量的一种有效方法。
通过编写针对每个函数和模块的单元测试，可以确保程序文件的正确性和稳定性。
cmaq实施方案
cmaq实施方案CMAQ实施方案CMAQ（Community Multiscale Air Quality Model）是一种用于模拟和预测大气污染物浓度和空气质量的数值模型。
CMAQ模型已被广泛应用于环境保护、大气科学研究和政策制定等领域。
在实施CMAQ模型时，需要考虑一系列方案和步骤，以确保模型的准确性和可靠性。
首先，实施CMAQ模型需要进行前期准备工作。
这包括收集和整理大气污染物排放数据、大气气象数据、地形地貌数据等。
同时，还需要建立模型的计算网格和边界条件，确定模拟的时间和空间范围。
这些准备工作对于后续的模型运行和结果分析至关重要。
其次，进行CMAQ模型的参数设置和输入数据准备。
CMAQ模型涉及到大量的参数和输入数据，包括化学反应机制、光化学参数、气象输入数据等。
在实施CMAQ模型时，需要对这些参数和输入数据进行精细调整和准备，以确保模型能够准确地模拟大气污染物的扩散和转化过程。
接着，进行CMAQ模型的运行和模拟。
在进行模型运行时，需要充分利用计算资源，对模型进行并行计算和优化，以提高模型的运行效率和计算精度。
同时，还需要对模拟结果进行实时监测和评估，及时发现和解决模型运行过程中的问题和异常情况。
最后，进行CMAQ模型结果的分析和应用。
模拟结果的分析和应用是CMAQ实施的最终目的。
通过对模拟结果的分析，可以深入了解大气污染物的时空分布特征和影响因素，为环境保护和空气质量管理提供科学依据和决策支持。
总之，CMAQ实施方案涉及到前期准备、参数设置和输入数据准备、模型运行和模拟，以及结果分析和应用等多个方面。
在实施CMAQ模型时，需要综合考虑各个环节的要点和关键技术，以确保模型能够准确地模拟大气污染物的时空分布和变化规律，为环境保护和空气质量管理提供科学支持和决策参考。
cmaq英文手册
cmaq英文手册CMAQ English Manual1. IntroductionThe CMAQ (Community Multiscale Air Quality) model is a widely used air quality modeling system developed by the U.S. Environmental Protection Agency (EPA). It aims to simulate and forecast air pollutant concentrations at regional and urban scales. This manual provides a comprehensive guide to using the CMAQ model, including installation, configuration, input data preparation, simulation runs, and result analysis.2. InstallationTo install the CMAQ model, follow these steps:2.1. System RequirementsEnsure that your system meets the minimum requirements, including computational resources, operating system, and software dependencies.2.2. DownloadDownload the latest version of the CMAQ model from the EPA's official website or other trusted sources.2.3. Pre-Installation SetupPrepare the necessary software dependencies, such as compilers, libraries, and environmental variables.2.4. ConfigurationConfigure the CMAQ model based on your specific needs and system setup. This includes setting up parallel processing, file I/O options, and other runtime parameters.3. Input Data PreparationAccurate input data is crucial for reliable CMAQ simulations. This section describes the necessary steps to prepare the input data.3.1. Emission DataCollect or create emission inventories for the pollutants of interest. Ensure that the emission data is properly formatted and covers the desired spatial and temporal domains.3.2. Meteorological DataObtain meteorological data, including surface observations, upper-air soundings, and meteorological model outputs. Process and interpolate the meteorological data to match the CMAQ model's input requirements.3.3. Chemical Mechanism and Species ProfilesSelect an appropriate chemical mechanism and associated species profiles for the CMAQ simulations. Convert the chemical mechanism into a suitable format compatible with the model.4. Simulation RunsPerforming CMAQ simulations involves several steps, including preprocessing, running the model, and post-processing. Here is an overview of the simulation runs:4.1. PreprocessingConvert the input data into the necessary CMAQ-specific formats using the provided tools. This step includes data concatenation, gridding, chemical mechanism conversion, and emissions temporal profile creation.4.2. Model ExecutionExecute the CMAQ model using the prepared input data and configuration settings. Monitor the progress and check for any errors or warning messages during the simulation run.4.3. Post-ProcessingAnalyze the simulation results using CMAQ's built-in tools or external visualization software. Extract relevant information, such as pollutant concentrations, deposition rates, and model performance metrics.5. Result AnalysisEvaluate the CMAQ simulation results to assess air quality conditions and model performance. This section provides guidelines for result analysis and interpretation.5.1. Model Performance MetricsCalculate various model performance metrics, such as bias, error, correlation, and statistical scores, to quantify the agreement between CMAQ predictions and observations.5.2. Sensitivity AnalysisPerform sensitivity tests to investigate the impacts of input data uncertainties, model configurations, and boundary conditions on the simulation outcomes.5.3. Result VisualizationVisualize the simulated pollutant concentrations, deposition patterns, and other derived quantities. Utilize graphical tools to present the results effectively and facilitate data interpretation.6. ConclusionThis manual aims to provide a comprehensive guide to using the CMAQ model for air quality modeling. By following the instructions and recommendations outlined in this manual, users can effectively utilize the CMAQ model to simulate and forecast air pollutant concentrations. Continuous improvement and refinement of the model can contribute to better air quality management and decision-making processes.。
WRF、 MM5、 CMAQ、 SMOKE
环境常用软件报告班级姓名学号日期项目名称 WRF、 MM5、 CMAQ、 SMOKE （一）实验目的了解 WRF、 MM5、 CMAQ、 SMOKE 软件的安装；熟悉 WRF、 MM5、 CMAQ、 SMOKE 软件的使用方法。
（二）实验准备下载以上软件的安装文件，从图书馆或者网络上借阅或者下载相关软件的介绍，仔细阅读。
(三) 实验操作步骤及要求：1)、WRFWRF（Weather Research and Forecasting Model）模式是由美国环境预测中心（NCEP）,美国国家大气研究中心（NCAR）等美国科研机构中心着手开发的一种统一的中尺度天气预报模式。
模式分为ARW(the Advanced Research WRF)和NMM(the Nonhydrostatic Mesoscale Model)两种，即研究用和业务用两种形式。
①、WRF模式流程和WRF模式运行2)、MM5MM5 模式是由美国大气研究中心( NCAR) 和美国宾州大学(PSU) 在MM4 基础上联合研制并发展起来的，是较先进的中尺度数值预报模式之一，已被广泛应用于各种中尺度现象的研究3）、SOMKE 排放源模块在 Models-3 的官方网站中，针对排放源的部分以 MEPPS （Models-3 Emission Processing and Projection System）模块来进行，不过此一模块在 Sun 工作站上执行效率却不理想，并需要昂贵的 SAS 及 Arc/Info 等软件支持。
最新版的排放量数据处理模块已于2001年05月释出（US-EPA已于2001年8月释出SMOKE的操作手册），称为 SMOKE （Sparse Matrix Operator Kernel Emission System），这个排放量处理模块不但免费，并且已包含 SAS 与 Arc/Info 的功能在其中SMOKE模式的特色为：此模式包含了固定源、移动源、面源及生物源的处理模块，可将排放源分成四种情况分别处理，此外，此模式支持 IDA （Inventory Data Analyzer）格式，因而排放源前处理亦变的单纯。
cmaq最后生成的格式
CMAQ（Community Multi-scale Air Quality）模型是一种空气质量模型，用于模拟和预测大气中各种污染物的浓度和分布。
CMAQ模型可以生成多种格式的结果，包括文本文件、二进制文件和图形文件等。
在CMAQ模型运行完成后，它通常会生成一个或多个包含模拟结果的输出文件。
输出文件的格式取决于模拟的具体设置和要求，但通常包括以下内容：
污染物浓度：CMAQ模型可以输出各种污染物的浓度，例如二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、一氧化碳（CO）等。
输出格式通常为每小时或每分钟的浓度值。
气象数据：CMAQ模型还可以输出各种气象数据，例如温度、湿度、风速、风向等。
输出格式通常为每小时或每分钟的数据。
排放数据：CMAQ模型可以输出各种污染源的排放数据，例如工业排放、交通排放、农业排放等。
输出格式通常为每小时或每天的排放量。
空间分布图：CMAQ模型可以生成各种污染物的空间分布图，例如PM2.5、臭氧（O3）等。
这些分布图通常以图形文件的形式输出，例如PNG或JPG格式。
需要注意的是，以上仅是CMAQ模型可能生成的几种结果格式的示例，实际上CMAQ模型可以生成更多种类的结果，具体取决于模拟的需求和设置。
WRF CMAQ模式对常州市空气质量预报效果的评估
better referencc for aio quality forecast in Changzhou City- The results showed thae 1 ) The mean fractional bias ( MFB) and
mean fractional erroe ( MFE) of aio quality index ( AQI) and each porutani concentration in different forecast time periods in
3南京创蓝科技有限公司，南京210008）
摘要：基于通用多尺度空气质量模型 The Weataer Research and Forecasting model coupled with CMAQ （ WRF - CMAQ）对 常川市2018年6~12月的空气质量预报结果，结合实况资料，进行了预报效果评估，以期为常川市空气质量的预报提 供更好的参考。结果表明：（1）模式对常川市各预报时效空气质量指数（AQR 和各污染物浓度的标准化平均偏差 （MFB）和标准化分数误差（MFE）均处于“理想水平”范围，能较好的反映实际空气质量变化趋势。（2）当空气质 量为优良时，AQI和空气质量等级（AQI等级）预报效果最好，当空气质量达中度及以上污染时，预报效果最差，应 进一步优化调整。（3）模式对首要污染物24小时预报准确率为66. 9%，当空气质量为轻度污染及以上级别时，预报 准确率较高。（4）模式对AQI的预报总体存在负偏差，对细颗粒物（PM25）浓度的模拟结果较好，对臭氧（O3）和 可吸入颗粒物（PM】。）存在低估现象，对二氧化硫（SO2）"二氧化氮（NO?）和一氧化碳（CO）等3项污染物浓度
poHution or above, the forecasting effect was the worst. So, further optimization and adjustment shoui be made. 3 ) The 24-houe
空气质量模型操作指南及案例研究
空气质量模型操作指南及案例研究下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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cmaq英文手册
cmaq英文手册
摘要：
1.CMAQ 简介
2.CMAQ 英文手册的主要内容
3.CMAQ 英文手册的使用方法
4.CMAQ 英文手册的优点和局限性
正文：
CMAQ，全称“Chemical Mass Action Model with Ozone”，是一款专业的空气质量模拟软件，主要用于模拟大气中的化学反应和空气质量变化。
CMAQ 英文手册是CMAQ 软件的重要使用指南，它详细介绍了CMAQ 的使用方法、功能和相关理论知识。
CMAQ 英文手册主要包括以下几个部分：第一部分是CMAQ 的简介，包括CMAQ 的发展历程、应用范围和主要特点。
第二部分是CMAQ 的基本原理和模拟流程，包括CMAQ 模拟的物理和化学过程、数据输入和输出格式等。
第三部分是CMAQ 的模型配置和参数设置，包括模型的选择、参数的设置和调整方法等。
第四部分是CMAQ 的结果分析和后处理，包括结果的可视化和统计分析、后处理脚本的编写等。
CMAQ 英文手册的使用方法主要包括以下几个步骤：首先，需要对CMAQ 的理论知识进行充分了解，包括CMAQ 的基本原理和模拟流程等。
其次，需要根据实际需求选择合适的模型和参数，并进行模型配置和参数设置。
然后，需要准备输入数据，包括气象数据、污染源数据和化学反应数据
等。
最后，运行CMAQ 模拟，分析结果，并进行后处理。
CMAQ 英文手册的优点在于它详细介绍了CMAQ 的使用方法和相关理论知识，对于CMAQ 的使用者具有重要的参考价值。
然而，CMAQ 英文手册也存在一些局限性，例如它的语言是英文，对于英文水平较低的使用者可能存在一定的困难。
基于CMAQ模式产品的福州市空气质量预报系统
基于CMAQ模式产品的福州市空气质量预报系统陈彬彬;林长城;杨凯;林文;王宏;余永江【期刊名称】《中国环境科学》【年(卷),期】2012(032)010【摘要】利用CMAQ(Community Multiscale Air Quality Model)模式预报产品和福州市2007年1月至2010年6月大气污染物的观测资料以及常规地面气象观测资料,根据动力统计相结合的预报方法,通过多元线性逐步回归,建立不同天气系统下CMAQ模式产品和多类预报因子相结合的日污染物浓度预报模型.结果表明,影响福州市的天气系统共分为大陆高压、副热带高压、切变、暖区辐合、高空槽、台风和热带辐合带7类天气型.在暖区辐合、高空槽和大陆高压控制下,福州市的空气质量较差,而副热带高压和台风系统影响时,福州市的空气质量最好.日污染物浓度预报方程置信度均为P＝0.000,模型有统计学意义.利用模型对2010年7～12月福州市各污染物浓度进行预报效果回代检验,模型对PM10的污染指数等级预报正确率达到了71.3％,对SO2和NO2的级别预报正确率达到了100％,日预报综合评分平均达88.8分.【总页数】9页(P1744-1752)【作者】陈彬彬;林长城;杨凯;林文;王宏;余永江【作者单位】福建省气象科学研究所,福建福州350001;福建省气象科学研究所,福建福州350001;福建省气象科学研究所,福建福州350001;福建省气象科学研究所,福建福州350001;福建省气象科学研究所,福建福州350001;福建省气象科学研究所,福建福州350001【正文语种】中文【中图分类】X51【相关文献】1.基于CMAQ的空气质量模拟预报系统构建 [J], 陆成伟;刘盛余;邹长武;姚琳2.基于环保新国标和CMAQ模式的宁夏空气质量预报业务系统设计与实现 [J], 马宁;刘玉兰;马蕾;杜娟娟;李香芳;杨军3.基于CMAQ空气质量模型研究机动车对济南市空气质量的影响 [J], 周成; 李少洛; 孙友敏; 张桂芹; 李思逺; 朱丽4.基于CMAQ模式的乌鲁木齐市空气质量数值预报探析 [J], 李沫5.基于GRAPES-CMAQ的中山市空气质量预报系统预报效果评估 [J], 麦健华;于玲玲;邓涛;蒋争明;汤沛;刘江顺因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
AIR QUALITY (CMAQ) MODEL Model Configuration and ：空气质量(CMAQ)模型组态
▪ Exception California
EGU NOX adjustments 2006/2004 by region
CMAQ Configuration
• Advection
▪ Horizontal: Piecewise Parabolic Method ▪ Vertical: Upstream with rediagnosed vertical velocity to satisfy
mass conservation
Mobile Sources
• Regression applied at each grid cell at each hour of the week for each species to create temperature/emission relationship
• Mobile Source emissions calculated in real-time using this derived temperature/emission relationship
THE COMMUNITY MULTISCALE AIR QUALITY (CMAQ) MODEL:
Model Configuration and Enhancements for 2006 Air Quality Forecasting
Rohit Mathur, Jonathan Pleim, Kenneth Schere, George Pouliot, Jeffrey Young, Tanya Otte
cmaq英文手册
cmaq英文手册摘要：一、前言二、CMAQ 英文手册简介1.手册的目的2.手册的结构三、CMAQ 模型概述1.CMAQ 的定义2.CMAQ 的发展历程3.CMAQ 的应用领域四、CMAQ 模型的组件1.化学反应器2.气象模型3.大气传输模型4.地表模型五、CMAQ 模型的应用与挑战1.空气质量预测2.环境政策制定3.气候变化研究4.当前挑战与未来发展方向六、结论正文：【前言】CMAQ（Chemical Mechanism for the Atmosphere）是一个广泛应用于空气质量研究的大气化学模型。
本篇文章将重点介绍CMAQ 英文手册的内容，帮助读者更好地理解和应用这一模型。
【CMAQ 英文手册简介】CMAQ 英文手册对CMAQ 模型的原理、应用方法和案例进行了全面详细的阐述。
手册分为若干章节，分别介绍CMAQ 模型的基本概念、模型组件、应用场景以及未来的发展方向。
通过阅读手册，读者可以对CMAQ 模型有一个全面的认识。
【CMAQ 模型概述】CMAQ 是一个大气化学模型，主要用于模拟大气污染物的生成、传输和转化过程。
该模型基于化学反应器模型，结合了气象模型、大气传输模型和地表模型等多种技术。
CMAQ 模型自20 世纪90 年代发展至今，已成为空气质量研究的重要工具。
【CMAQ 模型的组件】CMAQ 模型主要包括四个组件：化学反应器、气象模型、大气传输模型和地表模型。
化学反应器负责模拟大气污染物的生成和转化；气象模型提供气象参数，如温度、湿度、风速等；大气传输模型描述污染物的传输过程；地表模型则模拟地表过程对空气质量的影响。
【CMAQ 模型的应用与挑战】CMAQ 模型广泛应用于空气质量预测、环境政策制定、气候变化研究等领域。
然而，随着人类对大气污染物的认识不断深入，CMAQ 模型也面临着一些挑战，如反应机理的完善、参数化方案的优化、模型性能的提高等。
未来，CMAQ 模型需要不断改进和完善，以更好地服务于环境保护和气候变化研究。
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CMAQ空气质量模型用户手册版本5.0CMAQ中文用户手册为初稿，翻译单位尚未对语言及专业性进行审核，因此本手册仅供用户参考，翻译单位不对其准确性负责。
本手册翻译纯属公益性工作，欢迎大家提出宝贵修改意见，以期通过社区化的工作模式，共同完善。
不得用于商业传播目录第一章声明 (8)第二章前言 (9)第三章介绍 (10)3.1 模型背景和目标 (10)3.2 CMAQ系统组件综述 (13)3.2.1 安装综述 (13)3.2.2 配置选项 (14)3.2.3 化学—传输模型概念公式 (14)3.2.4 主要CMAQ程序总结介绍 (15)3.3 CMAQ针对应用用户(application users)的特性 (18)3.4 CMAQ针对空气质量模型开发者的特性 (18)3.5 CMAQ版本5.0的新特色 (19)3.5.1 气溶胶模块 (19)3.5.2 气相化学 (19)3.5.3 云模块 (20)3.5.4垂直扩散 (20)3.5.5 垂直平流 (21)3.5.6 闪电NOx的产生 (21)3.5.7 干沉降 (21)3.5.8 结构性更新 (22)3.5.9 多污染物模拟 (22)3.5.10 双向耦合(Two-way Coupled)的WRF-CMAQ (22)3.6 CMAQ版本5.0的不连续特色 (22)3.7 CMAQ版本5.0已知事项 (22)3.8 MCIP版本4.0中的新特色 (22)3.9 关于此手册 (23)3.10 （介绍章）参考文献 (24)第四章CMAQ 模型系统的科学概述 (26)4.1 实现CMAQ目标的特色 (27)4.1.1 多污染物和多尺度 (27)4.1.2 模块灵活性 (28)4.1.3 主要质量控制特性 (29)4.2 CMAQ输入参数处理器 (29)4.2.1 MCIP:气象—化学接口处理器 (30)4.2.2 ICON和BCON：初始和边界条件处理器 (31)4.2.3 JPROC: 晴空光解速率计算器 (32)4.2.4 CHEMMECH: 化学机理编译器 (33)4.2.5 PROCAN: 过程分析前处理器 (34)4.2.6 LTNG_2D_DA TA: 闪电计数前处理器 (35)4.2.7 CALMAP：作物历地图前处理器 (35)4.3 CMAQ 化学传输模型科学模块 (36)4.3.1 气相化学求解程序 (36)4.3.2 光解 (37)4.3.3 平流和扩散 (38)4.3.4 颗粒物（气溶胶） (39)4.3.5 云和液相化学 (41)4.3.6 沉降 (41)4.3.7 排放 (42)4.3.8 过程分析 (42)4.4 CMAQ用户界面 (42)4.5 本章参考文献：科学综述 (43)第五章CMAQ 系统需求与安装 (46)5.1 系统推荐 (46)5.1.1 硬件 (46)5.1.2 软件 (47)5.2 安装CMAQ源代码 (50)5.2.1 发布内容 (50)5.2.2 CMAQ目录结构的说明 (50)5.2.3 配置你的系统来编译CMAQ (51)5.3 校准 (54)5.3.1 为基准测试案例模拟编译CMAQ (56)5.3.2 运行CMAQ基准模拟 (57)5.3.3 校准CMAQ (58)第六章所需库文件 (60)6.1输入/输出应用程序接口（I/O API） (60)6.1.1 文件、逻辑名和物理名 (61)6.1.2 I/O API数据结构和数据文件类型 (61)6.1.3 在I/O API中打开/创建数据文件 (63)6.1.4 使用I/O API读取数据文件 (64)6.1.5 使用I/O API写数据文件 (65)6.1.6 与CMAQ相关的I/O API工具 (66)6.2 网格公用数据格式(netCDF) (67)6.3 信息传递接口库（MPICH） (67)6.4 本节的参考文献：所需库文件 (67)第七章CMAQ 程序与库文件 (69)7.1 综述 (69)7.2 BCON (71)7.2.1 介绍 (71)7.2.2 文件、配置和环境变量 (72)7.3 Calmap (77)7.3.1 介绍 (77)7.3.2 文件、配置和环境变量 (77)7.3.3 Calmap输入文件 (78)7.3.4 Calmap编译 (78)7.3.5 Calmap执行选项 (78)7.3.6 Calmap输出文件 (79)7.4 CCTM (79)7.4.1 介绍 (79)7.4.2 文件、配置和环境变量 (80)7.5 CHEMMECH和CSV2NML (98)7.5.1 介绍 (98)7.5.2 文件、配置和环境变量 (98)7.6 ICON (101)7.6.1 介绍 (101)7.6.2 文件、配置和环境变量 (102)7.7 JPROC (107)7.7.1 介绍 (107)7.7.2 文件、配置和环境变量 (108)7.8 LTNG_2D_DA TA (111)7.8.1 介绍 (111)7.8.2 文件、配置和环境变量 (112)7.9 MCIP (115)7.9.1 介绍 (115)7.9.2 文件、配置和环境变量 (116)7.10 PARIO (121)7.10.1 介绍 (121)7.10.2 文件、配置和环境变量 (121)7.11 PROCAN (122)7.11.1 介绍 (122)7.11.2 文件、配置和环境变量 (122)7.12 STENEX (131)7.12.1 介绍 (131)7.12.2 文件、配置和环境变量 (131)7.13 本章参考文献：CMAQ程序和库 (132)第八章CMAQ 文件 (134)8.1 CMAQ输入文件 (134)8.1.1 GRIDDESC: 水平域定义 (137)8.1.2 [gc|ae|nr|tr]_matrix.nml: 物种名单文件 (140)8.1.3 IC_PROFILE: 初始条件垂直廓线 (142)8.1.4 BC_PROFILE: 边界条件垂直廓线 (144)8.1.5 CTM_CONC_1: CCTM浓度文件 (146)8.1.6 CSQY: 吸收截面积和量子产额 (147)8.1.7 ET: 地球外辐射 (148)8.1.8 PROFILES: 大气垂直廓线 (150)8.1.9 TOMS: 臭氧总量绘图数据 (152)8.1.10 O2ABS: 分子氧吸收截面积数据 (152)8.1.11 O3ABS: 臭氧吸收截面积数据 (153)8.1.12 InMetFiles: MM5或WRF-ARW输出文件列表 (153)8.1.13 InTerFile: MM5地形文件 (153)8.1.14 InSatFiles: GOES云数据文件 (153)8.1.15 BNDY_CONC_1: 边界条件 (153)8.1.16 INIT_CONC_1: 初始条件 (154)8.1.17 JTABLE: 光解速率查找表 (154)8.1.18 OMI: 臭氧监测仪器柱数据 (158)8.1.19 EMIS_1: 排放 (159)8.1.20 OCEAN_1: 海盐遮盖 (160)8.1.21 GSPRO: 物种廓线 (160)8.1.22 B3GRD: 网格化标准生物排放 (160)8.1.23 BIOSEASON: 冰冻日期 (160)8.1.24 STK_GRPS_##: 烟囱组 (161)8.1.25 STK_EMIS_##: Point source emissions (161)8.1.26 DUST_LU_1: Gridded land cover/land use (161)8.1.27 DUST_LU_2: 网格化土地覆盖/土地使用 (162)8.1.28 CROPMAP01: 网格化种植开始日期 (162)8.1.29 CROPMAP04: 网格化种植结束日期 (163)8.1.30 CROPMAP08: 网格化收获结束日期 (163)8.1.31 LTNGNO: 闪电NOx排放 (163)8.1.32 LTNGPARM_FILE: 闪电参数文件 (163)8.1.33 B4LU_file – 部分作物分布 (164)8.1.34 E2C_Soilfile – EPIC土壤性质 (164)8.1.35 E2C_Fertfile – EPIC作物类型和施肥 (164)8.1.36 INIT_MEDC_1 – 土壤初始条件文件 (164)8.1.37 GRID_CRO_2D: 二维网格交叉点字段 (165)8.1.38 GRID_DOT_2D: 二维网格单点字段 (165)8.1.39 MET_BDY_3D: 三维气象边界输入 (165)8.1.40 MET_CRO_2D: 二维气象交叉点字段 (166)8.1.41 MET_CRO_3D: 三维气象交叉点字段 (168)8.1.42 MET_DOT_3D: 三维气象单点字段 (168)8.2 基础CCTM输出文件 (169)8.2.1 CMAQ输出日志 (169)8.2.2 CONC: CCTM小时瞬时浓度文件 (169)8.2.3 CGRID: CCTM重启文件 (170)8.2.4 ACONC: CCTM小时平均浓度文件 (170)8.2.5 DRYDEP: CCTM小时累积干沉降文件 (170)8.2.6 WETDEP: CCTM小时累积湿沉降文件 (170)8.2.7 AEROVIS: CCTM小时瞬时能见度度量 (171)8.3 诊断和先进CMAQ输出文件 (171)8.3.1 AERODIAM: 瞬时小时气溶胶粒径文件 (171)8.3.2 WETDEP2: CCTM云诊断文件 (171)8.3.3 DEPV_DIAG: CCTM嵌入沉降诊断文件 (171)8.3.4 SSEMIS: 海盐排放诊断文件 (171)8.3.5 B3GTS_S: 生物排放诊断文件 (172)8.3.6 SOILOUT (172)8.3.7 DUST_EMIS (172)8.3.8 LTNGOUT (172)8.3.9 PT3D_DIAG (172)8.3.10 PLAY_SRCID (172)8.3.11 INIT_MEDC_1 (172)8.3.12 RJ: 嵌入式光解输出——网格化光解速率 (172)8.3.13 PA: 过程分析输出——综合过程速率文件 (172)8.3.14 IRR: 过程分析输出——综合反应速率 (173)第九章网格、层、域和化学变化定义 (174)9.1 支持的CMAQ坐标系 (174)9.2 水平网格 (174)9.2.1 使用预定义的水平网格 (175)9.2.2 创建或修改水平网格 (175)9.2.3 关于水平网格的更多信息 (176)9.3 垂直层 (176)9.3.1 垂直层分辨率 (176)9.3.2 关于垂直层的更多信息 (177)9.4 化学机理 (177)9.4.1 使用预定义的化学机理 (177)9.4.2 创建或修改化学机理 (178)9.4.3 使用物种名单文件 (179)9.4.4 关于化学机理的更多信息 (179)第十章CMAQ 进行新的模拟实验 (180)10.1 模型创建的总体介绍 (180)10.2 配置新模拟 (181)10.2.1 定义新的水平网格 (181)10.2.2 定义新的垂直层结构 (182)10.2.3 设置新事件时间段 (182)10.2.4 初始和边界条件 (183)10.2.5 输入/输出文件名和位置 (184)10.2.6 科学选项配置 (185)10.3 参考文献 (186)第十一章代码组织与开发 (187)11.1 源代码管理 (187)11.1.1 配置管理工具的必要性 (187)11.1.2 CVS解释 (188)11.1.3 CVS库 (188)11.2 开发新CMAQ源代码指南 (190)11.2.1 面向对象理念 (190)11.2.2 全局命名数据表 (190)11.2.3 瘦接口（Thin Interface） (191)11.2.4 编码指南 (191)11.2.5 文档指南 (192)11.2.6 科学过程代码模板 (193)11.3 使用新源代码编译CMAQ (202)11.4 编写CMAQ Shell脚本的指南 (203)11.5 测试和发布开发源代码 (209)11.6 参考文献 (210)第十二章用于CMAQ的分析工具 (211)12.1 CMAQ实用工具 (211)12.2 M3tools (213)12.3 环境数据的分析和可视化程序包（PA VE） (215)12.4 丰富数据解读的可视化环境（VERDI） (216)12.5 大气模型评估工具（AMET） (217)12.6 netCDF算子(NCO) (218)12.7 Python ioapiTools（输入输出API工具） (220)12.8 综合数据查看器(IDV) (220)12.9 NCAR命令语言(NCL) (221)第十三章CMAQ 技术支持 (223)13.1 CMAS中心 (223)13.1.1 CMAS 功能 (223)13.1.2 CMAS社区 (224)13.1.3 为什么需要CMAS？ (224)13.2 取得CMAQ的帮助 (224)13.2.1 文档 (225)13.2.2 交互资源 (225)13.2.3 教程/训练 (225)13.2.4 E-mail支持 (225)13.3 联系CMAS (226)附录A-CMAQ 化学变化与物种 (227)词汇表 (230)本文档中全部或部分的信息由美国环保署赞助。