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雾霾预报机制理解和数据采集“欠火候”

放大字体  缩小字体 发布日期:2014-02-26  浏览次数:2
  2月20日,中央气象台连续发布霾黄色预警,中国气象局和环保部也首次联合发布京津冀及周边地区重污染天气预报。同日,北京市启动首个空气重污染黄色预警信号。
 
  那么,雾霾的预报和空气污染气象条件预报是如何做出来的?为什么说霾的预报难度更大?
 
  雾霾预报要采集两方面数据
 
  “雾、霾及空气污染气象条件预报的第一步是监测与数据采集。”中央气象台高级工程师张恒德说。要采集的数据主要有两部分,一是一般气象要素数据,二是大气成分数据。气象要素数据包括温度、湿度、降水、边界层特征量实况演变及其他参数,用以确定是否会出现雾、霾及沙尘,这部分数据主要靠气象观测基本站采集,同时参考卫星遥感数据。大气成分数据包括PM2.5、PM1、气溶胶等。
 
  相关数据采集到位后,重头任务是对数据进行计算分析。“中国雾、霾数值预报系统”在其中承担了重要角色。该系统由中国气象局数值预报中心负责运行和维护,产品由中央气象台具体应用。
 
  空气污染气象条件预报,主要是预测污染物稀释、扩散条件。譬如,较强的一股气流可以将污染物迅速吹散,明显的降水也可能清除雾、霾;而在冷空气较弱、气压较稳定的情况下,雾、霾则不易消散。此外,气溶胶浓度与相对湿度对雾、霾生成与持续,也至关重要。
 
  在得到基本气象要素、大气成分数据和模式运行结果后,预报员会考虑高空环流型变化、低层环流及温度场、冷空气活动、地面气压场变化等。雾、霾数值预报系统很好地耦合了气溶胶模式和大气模式,对于气压、风速、空气湿度等实验观测数据进行运算,而辐射、季风、气候模式等因素也将被考虑进去。
 
  机制理解和数据采集“欠火候”
 
  与常规天气预报比,雾、霾及空气污染气象条件预报难度无疑更大。张恒德坦言,我国开展空气污染气象条件预报的时间并不长,各方面还需要积累经验;相对于常规天气预报,空气污染气象条件预报除了需要天气要素数据外,大气成分数据也很重要,污染源数据不容易获得;空气污染气象条件预报对近地层气象数据的要求精度较高,而近地层受到地面粗糙度、植被及城市热岛效应等因素左右,数值预报产品相对偏差较大。
 
  中央气象台首席预报员马学款指出,霾预报难主要是因为:霾和雾一样,主要发生在大气的浅层,下垫面条件非常复杂,影响因素众多,预报难度非常大;天气预报是以数据为基础的,数据主要来源于高空,这必然会影响霾的预报准确率;在霾的预报中,对于水汽凝结的临界点很难把握,因为临界点的变化常常是在误差范围以内的。
 
  精确预报霾天气,既需要对霾产生的物理化学机制有准确的理解,更需要获取地面污染源的基础数据,也就是污染物排放清单,来做数值预报的应用研究。华东师范大学资源与环境科学学院教授束炯坦言,目前我国针对这两者的研究还“欠火候”。有经验的霾预报专业人才匮乏,也是霾预报研究发展受阻的一个原因。
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