[发明专利]一种基于CWT的大气一次污染物外来源定量分析方法

说明书

本发明涉及一种基于CWT的大气一次污染物外来源定量分析方法，包括以下步骤：步骤S1：采用气流轨迹HYSPLIT模型获取研究区后向轨迹数据；步骤S2：将后向轨迹数据网格化，导入研究区大气污染物逐小时观测值，计算浓度权重轨迹CWT：进一步引入权重因子W_ij，减小由于轨迹数据较小时引起的模型不确定性，得到WCWT；步骤S3：计算浓度权重轨迹占比PCWT，进一步分析定量分析大气一次污染物潜在源区占比。本发明可以较好的解决现有技术不能定量反映大气污染物潜在源区的问题，为研究区大气污染治理分区管控提供有力支撑。

技术领域

本发明涉及大气污染物检测领域，具体涉及一种基于CWT的大气一次污染物外来源定量分析方法。

背景技术

近年来，我国大气颗粒物来源呈现区域性特征，大气颗粒物区域输送逐渐成为研究的热点，由于PM_2.5的二次化学反应过程较为复杂，现有研究多专注于PM_2.5的一次颗粒物来源。国内外学者常采用两种方法研究污染物的区域间传输：1.wrf-chem/wrf-CALPUFF/wrf-CMAQ等基于排放源清单的空气质量模型模拟方法(周成等,2019；崔晨,2015；常嘉成等,2017)，这些方法在特定气象场、源排放、初始边界条件下，基于物理化学过程建立模型并预测大气污染物浓度，具有较高的可靠性和完整性，但往往操作复杂，同时计算结果的可信度取决于排放源清单，清单更新不及时、参数设置的不确定性都会影响准确率(宋鹏程等,2019)。2.近几年拉格朗日混合单粒子轨道模型(Hybrid Single Particle LagrangianIntegrated Trajectory model,HYSPLIT)结合潜在源贡献因子法(potential sourcecontribution function,PSCF)、浓度权重轨迹分析(concentration-weightedtrajectory method，CWT)的方法，由于操作简便，可在不依赖排放源清单的前提下，进行大气污染物路径输送、输送源地的研究，而被越来越多的学者广泛使用。现阶段基于HYSPLIT模型的潜在源区分析主要通过后向轨迹聚类(Trajectory Clustering)、PSCF分析、CWT分析判别源区位置及传输路径。轨迹聚类分析只反映了气流轨迹来源的方向，不能分析污染轨迹的来源方向；PSCF分析只能定性分析外来输送的潜在源区位置，不能反映污染轨迹的污染程度；CWT可以分析污染轨迹的污染程度，但不能反映每个网格的污染浓度占比，为定量分析研究区大气污染物来源，需要一种更加深入、量化的新方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于CWT的大气一次污染物外来源定量分析方法，解决现有技术不能定量反映大气一次污染物外来源的问题。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种基于CWT的大气一次污染物外来源定量分析方法，包括以下步骤：

步骤S1：采用气流轨迹HYSPLIT模型获取研究区后向轨迹数据；

步骤S2：将后向轨迹数据网格化，导入研究区大气污染物逐小时观测值，计算浓度权重轨迹CWT；

进一步引入权重因子W_ij，减小由于轨迹数据较小时引起的模型不确定性，得到WCWT；

步骤S3：计算浓度权重轨迹占比PCWT，高占比区域即为大气一次污染物高污染源区。

其中，步骤S1中气象资料来源为NCEP/NCAR提供的全球资料同化系统再分析资料。

步骤S1中气象资料选用分辨率0.5度*0.5度的网格数据，使用HYSPLIT软件进行后向轨迹计算，选择研究区的大气监测点坐标作为后向轨迹起始点进行模拟计算。