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数值模拟预报以及校准模型的观测
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《奥运空气质量监测评估与预测》项目“数值模拟预报以及校准模型的观测”
（1）建立了空气质量多模式集合预报系统
突破初始扰动生成技术（蒙特卡洛方法）及结果分析的集合技术，建立了包含中国NAQPMS模式、美国Model3/CMAQ模式、美国CAMx模式在内的空气质量多模式集合预报系统。该系统采用统一的MM5气象模式进行驱动，开发完善了MM5气象模式到各空气污染模式的数据接口；采用国际先进的排放源处理模块SMOKE，实现点源、交通源、面源、生物源的精细化处理，对排放源清单进行更新；利用最优插值法以及集合卡尔曼滤波等资料同化技术有效集成北京及周边地区气象和污染监测数据,以提高模式系统的预报性能。
（2）奥运期间空气质量预报会商
建立了多模式集合预报系统处理平台，并组织以大气环境模式方面的中青年研究人员为骨干的预报团队，建立了专家会商机制，从而构成了一套独立完整的空气质量预报预警体系。
在北京奥运会和残奥会期间，多模式空气质量预报体系主要负责两方面的工作：一方面，每日输出未来72小时的多模式预报结果，对多种污染模式预报的包括可吸入颗粒物（PM10）、SO2、NO2、O3等多种污染物的区域污染变化形势，站点时间序列等多种输出产品进行初步分析和集合，汇总出多模式系统的每日空气质量集合数值预报产品，根据数值预报产品预报未来天气形势和污染形势，并提供给环保局常规空气质量预报部门以供参考；另一方面，对可吸入颗粒物（PM10）和臭氧（O3）可能出现的超标情况进行重点跟踪，运用污染物源解析和后向轨迹分析等多种手段加强对奥运场馆区域的可吸入颗粒物（PM10）和臭氧（O3）潜在超标危险进行科学有效的评估，实现PM10和O3高污染的预报预警，为决策部门采取紧急控制措施提供可靠的科学支撑。
多模式空气质量预报系统在北京奥运会和残奥会期间取得了良好的预报效果，预报结果基本上能够准确的把握北京地区颗粒物和臭氧这两种重要污染物的演变趋势和累积过程，能够较为及时的对污染物可能出现的超标情况进行预警。统计表明，在奥运会和残奥会期间，主要奥运场馆站点的首要污染物预报准确率为100%；空气质量等级的预报准确率也非常高，大部分站点奥运会期间的预报准确率在70%以上，而残奥会期间则超过了80%。站点污染物的浓度预报结果与观测结果相比较，两者的变化趋势基本吻合，表明多个污染模式均能较好地反映两种污染物的变化趋势。此外模式系统对减排措施的效果进行了评估，结果表明减排措施效果十分明显，以北大站PM2.5为例，采用控制措施后，PM2.5的浓度可下降57%，其他站点的采用措施后，PM2.5浓度也有40%以上的降幅。
(王自发课题组)
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