[發明專利]一種區域邊界層PM2.5立體分布及總量推算的方法

有效

• 申請號: 202010696972.4
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN112033870B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 涂小萍;姚日升;繆群;胡曉;陳磊
• 申請（專利權）人: 寧波市氣象臺;寧波市生態環境氣象中心
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06;G01S17/95;G06F17/18
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理有限公司 33226
• 代理人: 周玨

本發明公開了一種區域邊界層PM2.5立體分布及總量推算的方法，其收集最近2～3年觀測到的PM2.5質量濃度、大氣能見度、相對濕度，按不同觀測站點、不同季節和不同相對濕度等級進行統計，得出的最優推算公式更有針對性；從線性關系、乘冪關系、指數關系、對數關系四種對應關系中統計并挑選出最優的擬合公式作為最優推算公式，避免了人為指定對應關系而造成的片面和不合理性；將地面PM2.5觀測站觀測到的PM2.5質量濃度和由大氣能見度和相對濕度觀測資料得到的PM2.5質量濃度的推算結果進行融合分析，得到更精細的網格化的地面大氣PM2.5質量濃度；利用激光雷達垂直觀測的消光系數，計算三維網格內的PM2.5含量，從而計算處理區域邊界層大氣PM2.5總量，推算結果可信，可參考性高。

技術領域

本發明涉及一種大氣污染物觀測與處理技術，尤其是涉及一種區域邊界層PM2.5立體分布及總量推算的方法。

背景技術

自20世紀80年代改革開放以來，中國大部分地區大氣污染日益嚴重，霾天氣增多，呈現出區域性、持續性特征，這與PM10和PM2.5質量濃度增長密切相關。PM10是指空氣動力學直徑≤10μm的細顆粒物，PM2.5是指空氣動力學直徑≤2.5μm的細顆粒物，PM10和PM2.5是大氣復合污染最重要的特征污染物之一。秋冬季首要污染物主要為PM2.5，PM2.5的粒徑小、面積大、活性強，易附帶有毒、有害物質，主要出現在大氣邊界層內，且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠，對人體健康和大氣環境質量的影響較大。中國2013年開始在74個重點城市開始PM2.5的在線監測，并在網上實時發布監測結果。

PM10和PM2.5通過改變大氣光學特性造成大氣能見度的下降，兩種污染物中以PM2.5對大氣能見度的影響更大。大氣能見度與PM2.5質量濃度的關系很多情況下并不是線性關系，而是呈乘冪關系、指數關系或對數關系，并且存在季節、地區差異，另外大氣能見度與大氣濕度也有著密切關系，隨著相對濕度和PM2.5質量濃度的增長，大氣能見度水平逐漸降低，因此需要通過一定時間的觀測，才能得出較為精確的關系。但是，目前對PM2.5質量濃度與大氣能見度、相對濕度的關系研究基本上是針對單點觀測資料進行統計分析，以發現更優的相關關系，還沒有將這種相關關系進行更進一步的應用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種區域邊界層PM2.5立體分布及總量推算的方法，其根據大氣能見度和相對濕度觀測資料進行PM2.5質量濃度的推算，從而獲得更精細化的地面PM2.5質量濃度分布，進而實現區域邊界層大氣PM2.5總含量的推算，且推算結果可信，可參考性高。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種區域邊界層PM2.5立體分布及總量推算的方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1：設定處理區域的地面上分散布置有Q個具有觀測風、降雨、降雪和霧的氣象站，設定處理區域的地面上分散布置有M個地面PM2.5觀測站，且M個地面PM2.5觀測站中有個地面PM2.5觀測站同時具有觀測大氣能見度和相對濕度的功能，并將這個地面PM2.5觀測站定義為多功能地面PM2.5觀測站；設定處理區域的地面上還分散布置有N個大氣能見度和相對濕度觀測站和L部激光雷達，任一個大氣能見度和相對濕度觀測站與任一個地面PM2.5觀測站之間至少相隔10公里距離，任一部激光雷達能夠靠近任一個地面PM2.5觀測站或任一個大氣能見度和相對濕度觀測站布置；其中，Q≥5，M≥3，N≥1，L≥1；