大气扩散应急预报的风场不确定性影响研究

• Published in: 北京大学学报（自然科学版） Vol. 55; no. 5; pp. 877 - 885
• Main Authors: 郑宇凡, 蔡旭晖, 康凌, 张宏升, 宋宇
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 北京大学环境科学与工程学院环境科学系,北京,100871%北京大学物理学院大气与海洋科学系,北京,100871 20.09.2019
• Subjects: emergency response; 不确定性; atmospheric diffusion; forecast simulation; 应急预报; 预报模拟; uncertainty; 大气扩散
• ISSN: 0479-8023
• DOI: 10.13209/j.0479-8023.2019.058

使用 WRF 模式和 CALMET 模式, 获得一个 40 km 区域的细网格气象预报场, 同时利用加入地面观测资料的方法获得当地诊断风场.用随机粒子扩散模式模拟两种风场驱动下的扩散结果, 并比较和评估预报模拟的偏差或不确定性.对 4 个季节的代表性月份(1, 4, 7 和 10 月)的逐时排放情况以及 4 个排放高度的情景进行模拟分析.结果表明: 1) 预报模拟的烟云扩散形态(方向和宽度等)在当地大多数时段内(约占全年的 80%)与诊断分析的实际扩散结果一致, 且季节变化不大, 其余时段为扩散形态有中度偏差和有明显差异的情况,二者各占 10%左右; 2) 地面轴线浓度的不确定性随下风距离及污染排放高度而变化, 20~100 m各高度的排放结果大致在 2~4 km 的下风距离出现最大偏差, 但 100 m 的高源排放在约 2 km 以内的范围也有很大的预报不确定性; 3) 两种情况造成当地扩散预报结果的明显偏差, 一是气象场预报的局地风场发生重要转变的时间不一致, 使预报风场与实际风场处于转变前后的不同步状态, 从而使污染扩散预报结果出现重大偏差, 二是 WRF模式对地面风速的预报系统性地偏大(50%左右), 造成预报模拟浓度结果系统性地偏小.