[发明专利]一种基于密集网观测的人为排放对臭氧背景浓度贡献评估的系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于密集网观测的人为排放对臭氧背景浓度贡献评估的系统及方法，涉及大气污染控制领域，包括基础数据监测模块、通信模块和数据处理模块，基础数据监测模块含有密集网布设单元、维护与检修单元和数据监测单元，数据处理模块含有数据预处理单元、算法处理单元和结果输出单元；密集网布设单元所布设的各个观测点位上分别设有气象传感器和臭氧浓度传感器用以分别采集气象和臭氧浓度信息，并通过通信模块传输至数据处理模块，在数据处理模块中的基础数据经预处理后进行算法运算，量化人为排放对臭氧背景浓度贡献。本发明操作简单，准确性强，误差小，为臭氧污染排放评估、臭氧污染治理等工作提供重要数据支持和科学支撑。

技术领域

本发明属于大气污染控制领域，具体涉及一种基于密集网观测的人为排放对臭氧背景浓度贡献评估的系统及方法。

背景技术

近年来，我国近地面臭氧浓度呈升高的趋势，城市及区域臭氧污染问题日益突出。在很多城市臭氧已成为次于PM_2.5的主要污染物。高浓度的臭氧对民众的身体健康和生态系统产生重大影响。经过努力，我国空气质量有了明显改善，主要空气污染物特别是PM_2.5呈明显降低的趋势。然而，很多城市夏季 O₃却不降反升。

特定地点的臭氧浓度可以视作区域臭氧背景浓度和本地光化学生成的臭氧浓度之和，量化本地生成O₃与区域背景O₃的相对量，对了解当地O₃污染产生的主要来源和制定O₃污染防治对策大有裨益。现有的估算臭氧区域背景浓度时，通常以空气质量模型(如WRF-CHEM、 WRF-CMAQ、NAQPMS等)为手段，模拟污染源附近接收点的污染物浓度，可以通过模拟得到直接排入大气的一次污染物和由于复杂的化学反应形成的二次污染物，再通过关闭目标区域的臭氧前体物排放，最终通过模拟获得臭氧区域背景浓度，但是此种方法受限于臭氧前体物排放源精度和模式反应机制的不确定性，误差相对较大，此外，空气质量模型的运行较为繁琐，不仅需要高性能的运算平台，同时对操作者要求也比较高。

发明内容

针对现有存在的以空气质量模型来估算臭氧区域背景浓度操作困难，对运算平台要求较高且误差大的缺陷和问题，本发明提供一种基于密集网观测的人为排放对臭氧背景浓度贡献评估的系统及方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。

本发明解决其技术问题所采用的方案是：一种基于密集网观测的人为排放对臭氧背景浓度贡献评估的系统，包括基础数据监测模块、通信模块和数据处理模块，所述基础数据监测模块包括密集网布设单元、维护与检修单元和数据监测单元，所述密集网布设单元用于在待评估区域布设合适的密集网观测点位，且在各密集网观测点位中配置有定位仪、气象监测传感器和臭氧监测传感器，分别用于获取待评估区域中各密集网观测点位的位置信息、气象参数信息和臭氧浓度信息；密集网布设单元分别与所述维护与检修单元和数据监测单元连接，维护与检修单元用于反应密集网的工作状态，完成对密集网的日常检修维护，数据监测单元用于对获取到的气象参数信息和臭氧浓度信息进行收集并通过通信模块发送至数据处理模块；所述数据处理模块包括数据预处理单元、算法处理单元和结果输出单元，所述数据预处理单元用以接收从基础数据监测模块中传输过来的气象参数信息和臭氧浓度信息并进行清洗处理，所述算法处理单元与数据预处理单元连接，用于接收数据预处理单元处理后的基础数据，并对原始臭氧时间序列中人为排放和气象条件的贡献进行剥离，基于算法处理单元中的程序算法估算人为排放对臭氧背景浓度的贡献，最后通过结果输出单元将运算结果输出。

作为本发明的一种优选技术方案，所述臭氧监测传感器上连接有传感器校准接口，用于在开始工作前对臭氧传感器进行校准。

作为本发明的一种优选技术方案，所述定位仪基于北斗卫星系统来获取待评估区域中各密集网观测点位的位置信息。

作为本发明的一种优选技术方案，所述通信模块基于无线网络进行数据传输。