[发明专利]一种基于SMOKE模型的城市尺度高分辨率模型排放清单处理方法

说明书

本发明公开了一种基于SMOKE模型的城市尺度高分辨率模型排放清单处理方法，包括：S1：获取排放清单数据；S2：针对SMOKE模型的数据需求生成模板；S3：对步骤S2中生成的模板向SMOKE模式所需的格式进行转换；S4：实现多个排放清单文件的合并；S5：建立行政区划代码文件；S6：修正CMAQ模式在内陆地区使用需要强制提供海浪排放文件的问题；S7：生成点源排放数据的KML标记文件；S8：建立配合城市排放清单构成的SMOKE模型运行脚本，并合并成模型所需的四维X‑Y‑Z‑T排放NetCDF格式排放数据。本发明能够满足基于空气质量模型的污染来源解析、控制措施评估、环境影响评价等多种科研、业务需求。

技术领域

本发明涉及一种基于SMOKE模型的城市尺度高分辨率模型排放清单处理方法。

背景技术

随着我国对空气质量的关注度日益提升，数值空气质量模型在我国的应用逐年增多，应用范围包括大气污染物来源解析、空气质量预警预报、环境影响评价、措施响应评估等方面，空气质量模型的介入解决了污染排放到环境浓度的响应关系，使得定量确定人为污染源以及天然污染源对空气质量浓度的影响成为现实，而应用空气质量模型应用的核心基础则是编制并建立本地大气污染物模型排放清单。

由于大气污染物排放清单涉及排放源类型众多，理论上可以包括所有产生气态污染物排放的人类活动，如道路机动车、道路扬尘、生活燃煤、生活燃气、秸秆焚烧等，且各类排放源均可以进行细分，仅以机动车为例，可按燃料类型分为汽油车、柴油车、混合动力等，按机动车类别又可分为轻型客车、中型客车、大型客车、轻型货车、中型货车、重型货车等，不同的排放源类型所具备的排放特征具有显著差异，包括污染物排放时间序列、不同污染物的化学组分特征、是否进行烟羽抬升计算，以及排放源在网格中的分配情况，对于城市级空气质量数值模拟应用而言，排放清单数据处理的准确性往往直接影响了空气质量模拟的效果，排放清单从编制到导入模型需要非常复杂的程序，以尽可能反映真实环境下大气污染物的排放特征。

目前模型排放清单处理的主流技术包括三类：其一，基于成熟的开源排放清单处理模型，如SMOKE稀疏矩阵排放模型、CONCEPT排放模型；其二，基于自主研发的排放清单处理模型，包括我国清华大学团队开发的MEIC模型；其三，自行编写程序实现NetCDF格式的网格化排放清单读写。三种方法各自存在一些缺陷，基于成熟的开源排放模型虽能够最为完整的进行模型排放清单处理的整个流程，能较好地衔接开源空气质量模型，但由于目前开源的排放模型均针对国外排放清单编制体系，构成复杂，难以在本地加以应用；而自主研发排放清单处理模型则需要对排放清单处理模型具有较深入的认识，结合本地数据开发相应的模块，对模型所需要的种种处理流程进行实现，一般来说非常难以实现，而若以取得授权的方式实现本地应用则需要支付较高的费用，增加了模型应用成本，且灵活性较低，而自行编写程序则不可避免地简化了处理流程，难以完整实现排放模型中时空分配、烟羽抬升计算、物种分配和烟羽抬升计算，难以在处理精度上满足模型的需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于SMOKE模型的城市尺度高分辨率模型排放清单处理方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于SMOKE模型的城市尺度高分辨率模型排放清单处理方法，包括以下步骤：

S1：获取排放清单数据；

S2：针对SMOKE模型的数据需求生成模板，分别包括：

(1)生成排放清单模板：将排放源分为点源排放清单和非点源排放清单两类；其中点源排放清单包括烟囱高度、内径、出口温度、出口流速四项排放参数，结合气象模型中定义的垂直分层数据计算烟羽抬升及不同高度层中的分布；非点源排放清单作为地面排放分配到SMOKE模型垂直层的第一层；

(2)生成时间序列模板：针对不同排放源类型建立时间序列，包括月分配系数、周分配系数及小时分配系数，并将年排放数据分配到不同的时间尺度；