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基于WRF-Chem/DART的硫酸盐化学反应速率同化研究
Study on the assimilation of the sulphate reaction rates based on WRF-Chem/DART
【摘要】 硫酸盐(SO42-)是我国大气中细颗粒物(PM2.5)的主要成分之一,其化学机制十分复杂,空气质量模式对硫酸盐的模拟往往存在一定的低估.为了提高WRF-Chem模式(Weather Research Forecast-Chemistry)对硫酸盐的模拟精度,本文提出了一种硫酸盐生成复杂机理的替代方法,并开展了针对硫酸盐化学反应速率的同化方法研究.在WRF-Chem模式基础上,新增了一个硫酸盐生成参数化方案,该方案包含两个替代反应和六个待定参数,基于DART (Data Assimilation Research Testbed)系统,同化了近地面SO42-、SO2、NO2、O3和颗粒物浓度(PM2.5、PM10)来调整相关的待定参数.结果表明,经过资料同化调整后,新方案能有效解决模式低估SO42-、高估SO2的问题, SO42-的平均偏差由-13.1μg m-3下降为3.5μg m-3, SO2由17.0μg m-3下降为6.3μg m-3.新方案中反应速率的时空变化特征与基于理论的研究结果符合,表明硫酸盐生成的复杂机理可以用参数化方案代替,且采用资料同化的方法可以实现参数调整.本文发展并改进了WRF-Chem模式中SO42-生成参数化方案中的反应速率参数,为提高空气质量数值预报的准确性提供了新的思路.
【关键词】 硫酸盐;
化学反应速率;
WRF-Chem/DART;
资料同化;
空气质量预报;
【基金】 国家重点研发计划项目(编号:2020YFA0607802和2019YFC0214603)资助
- 【文献出处】 中国科学:地球科学 ,Scientia Sinica(Terrae) , 编辑部邮箱 ,2023年10期
- 【分类号】X513;P402
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