[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

摘要

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。

主权项

1.一种基于SMOKE模型的城市尺度高分辨率模型排放清单处理方法，其特征在于：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；(3)生成源成分谱模板：建立不同排放源类型的适用于AE5和AE6两种气溶胶机制的颗粒物成分谱数据模板，将PM_2.5分配为气溶胶模型所需要的不同组分类别；并建立不同排放源类型的NOx成分谱，实现NO_x向NO、NO₂和HONO的分配；同时建立不同排放源类型的VOC成分谱，实现针对CB05的物种分配；(4)生成源分类代码模板：建立针对不同行业、排放源类型的PM_2.5、NOx和VOC的成分谱组合方案；S3：对步骤S2中生成的模板向SMOKE模式所需的格式进行转换，分别包括：(1)将排放清单模板输出为IDA格式排放清单文件；(2)将时间序列模板输出为SMOKE模式TEMPORALPROFILE格式；(3)将源成分谱模板输出为SMOKE模式GSPRO格式；(4)将源分类代码模板输出为SMOKE模式GSREF格式；S4：对各个模板填写为实际数据后，实现多个排放清单文件的合并，减少数据处理量；S5：结合行政区划编码规则，取行政区划代码生成模型用行政区划代码文件，用于实现SMOKE模式中排放清单统计功能；S6：通过生成空白海浪文件修正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，实现基于Google Earth的点源排放快速标记、展示；S8：根据步骤S1～S7得到的内容，建立配合城市排放清单构成的SMOKE模型运行脚本，利用SMOKE模型将排放数据按照点源和非点源进行处理，其中对于点源数据分别进行空间分配、时间分配、物种分配、主要抬升源筛选和言语抬升计算处理，而对于非点源数据分别进行空间分配、时间分配、物种分配处理；并合并成模型所需的四维X‑Y‑Z‑T排放NetCDF格式排放数据；所述非点源排放清单包括源序号,二级区域码,三级区域码,源标识,源分类代码,网格中心纬度,网格中心经度,VOC,NOx,CO,SO2,PM10,PM2_5,NH3；在步骤S2中，在对排放清单空间分配处理时，对于点源排放通过经纬度进行定位，而非点源则需要通过空间分配权重进行分配，在地理信息系统中按照不同排放源类型进行分配，包括居民生活源按网格化人口分布进行分配，道路移动源按道路路网和机动车流量进行分配；并在步骤S8中，在得到原始网格化排放清单后，利用程序对数据进行重采样，以生成不同的模型模拟网格对应的NetCDF格式排放数据；利用包括人口分布、土地利用类型和道路路网数据在内的网格化基础数据，计算不同高精度网格对应的排放量分配权重，对排放清单进行降尺度分配，使其符合本地排放清单的分辨率。