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近年来,大气环境污染问题受到了广泛的关注,空气质量模式是进行预警预报的重要手段,但其预报结果仍具有很大的改进空间。资料同化方法在大气化学模式的应用是当前国际上的一个研究热点,它为改善模式预报精度提供了一种有效的方法。随着技术的发展,从应用简单、背景场误差定常的最优插值法发展到考虑背景场误差随时间变化的集合卡尔曼滤波,资料同化方法被广泛应用于模式各种不确定性因素的订正。本文采用WRF-CMAQ对2013年12月珠三角的二氧化硫(S02)进行模拟,利用最优插值法(OI)和集合均方根法(EnSRF)对SO2开展初始场同化预报试验,对比不同方法的同化效果,对初始场同化效果进行系统分析,并初步讨论初始场同化对模式预报的影响。取得的主要科学认识与结论有:(1)WRF-CMAQ的模拟结果表明,模式对气象要素模拟较好,对S02的模拟整体偏高。背景场分析结果表明背景场误差高值区主要位于江门一带,模式对边界层内特别400m以下SO2的模拟不确定性较大。集合预报所得背景场误差的变化趋势与浓度场变化趋势一致。(2)对同化站点数和相关尺度的敏感性试验结果进行分析发现,同化站点的均方根误差随着同化站点数的增多而增大,相比于未同化时的误差均有所减小。分析场的误差随相关尺度的增大而变大。试验时间段内最优化尺度为20km,在同样的相关性下,EnSRF方法对初始场的订正效果要优于OI方法。(3)对比OI与EnSRF方法对初始场的同化效果,同化后站点的平均相对误差和均方根误差均有所下降,同化站点和检验站点的均方根误差分别下降73%和38%左右。同化调整了污染物浓度场的分布型态,与观测场更为吻合,为模式提供了与实际更接近的初始场。EnSRF方法对污染过程的调整效果优于OI方法,对清洁过程的订正效果则相反。整体上,EnSRF方法对SO2的初始场改善效果要优于OI方法。(4)对比OI与EnSRF所得分析场对预报场的影响,同化预报试验的误差均比未同化的预报场的要小,相关性有所提高。两种方法对预报场的优化效果相近,其中EnSRF方法所得预报场的误差较小。(5)运用OI方法进行不同站点数目的6小时同化预报试验,发现同化初值对SO2模拟偏高有所缓解。预报1-6小时的均方根误差相对于未同化试验的降低幅度从80%减少到4%,随着预报时间增加,不同站点数方案的预报场间差异逐渐减小。(6)初始值扰动对大气化学模式的影响较小,初始值差异随同化模拟而逐渐减小,集合离散度迅速减小,EnSRF方法出现滤波发散问题,12小时后无法继续进行后续同化预报。拟进一步探讨模式多种不确定性因素扰动对同化和滤波发散的影响作用。