[发明专利]多污染物跨界传输通量量化集成技术及传输通道识别方法

权利要求书

1.一种多污染物跨界传输通量量化集成技术方法，其特征在于，其基于激光雷达定点观测与WRF-CAMx三维数值模型分别获得污染物的定点传输通量观测值和模拟值，进而通过对模拟结果验证的准确性进行分析，调整模型参数，以优化WRF-CAMx三维数值模型提高模型模拟准确性；其中：

激光雷达定点观测获取污染物的定点传输通量观测值时，其基于激光雷达与风廓线仪进行在线观测，将两台设备分别获得的大气污染物质量浓度立体分布结构与三维风场数据结合，得到观测站点不同高度的大气污染物传输通量的垂直分布；定点传输通量观测值为大气污染物的监测质量浓度和风矢量的乘积，计算公式如下：

FLUX_NSh＝C_ph×V_NSh

FLUX_EWh＝C_ph×V_EWh

式中：

FLUX_NSh——南北方向上离地高度h米大气污染物的定点传输通量观测值，单位为μg·m^-2·s^-1；当FLUX_NSh为正值时，定义为大气污染物由南向北输入，当FLUX_NSh为负值时，定义为大气污染物由北向南输出；

FLUX_EWh——东西方向上离地高度h米大气污染物的定点传输通量观测值，单位为μg·m^-2·s^-1；当FLUX_EWh为正值时，定义为大气污染物由西向东输入，当FLUX_EWh为负值时，定义为大气污染物由东向西输出；

C_Ph——离地高度h米处大气污染物(如O₃、PM_2.5等)的监测质量浓度，单位为μg/m³；

V_NSh——离地高度h米处南北方向上的风矢量观测值，单位为m/s，当V_NSh为正值时，表示风向为南风，当V_NSh为负值时，表示风向为北风；

V_EWh——离地高度h米处东西方向上的风矢量观测值，单位为m/s，当V_EWh为正值时，表示风向为西风，当V_EWh为负值时，表示风向为东风；

利用WRF-CAMx三维数值模型模拟获取定点传输通量模拟值时，将目标地区视为由多个网格构成的三维立体箱体，各个网格具有固定的三维空间坐标，分别提供研究区域内各个网格的气象要素与大气污染物浓度；为了获取每一网格同一离地高度处对应的风向、风速和大气污染物的浓度信息，方便与传输通量立体观测数据进行对比验证，将WRF和CAMx设置成相同的垂直层数和δ坐标参数，其中δ坐标参数是WRF气象模型中为了设置垂直方向上每一个垂直层高而定义的一种坐标参数，它的值域为[0-1]，根据设定的δ坐标参数，WRF气象模型自动设置每一垂直层的高度；定点传输通量模拟值为污染物模拟质量浓度与模拟风矢量的乘积，其中污染物模拟质量浓度是通过CAMx空气质量模型模拟获取的，模拟风矢量包括风向和风速，是通过WRF气象模型模拟获取的，计算公式如下：

FLUX'_NSh＝C'_ph×v_h

FLUX'_EWh＝C'_ph×u_h

式中：

FLUX’_NSh——南北方向上离地高度h米大气污染物的定点传输通量模拟值，单位为μg·m^-2·s^-1；当FLUX’_NSh为正值时，定义为大气污染物由南向北输入，当FLUX’_NSh为负值时，定义为大气污染物由北向南输出；

FLUX’_EWh——东西方向上离地高度h米大气污染物的定点传输通量模拟值，单位为μg·m^-2·s^-1；当FLUX’_EWh为正值时，定义为大气污染物由西向东输入，当FLUX’_EWh为负值时，定义为大气污染物由东向西输出；

C’_Ph——离地高度h米处大气污染物(如O₃、PM_2.5等)的模拟质量浓度，单位为μg/m³；

V_h——离地高度h米处南北方向上的风矢量模拟值，单位为m/s，当V_h为正值时，表示风向为南风，当V_h为负值时，表示风向为北风。

u_h——离地高度h米处东西方向上的风矢量模拟值，单位为m/s，当u_h为正值时，表示风向为西风，当u_h为负值时，表示风向为东风。