基于MFD及实时路况的城市道路机动车排放计算方法

本文提出了基于交通流宏观基本图(MFD)以及实时路况数据的城市道路机动车排放计算方法,并以环境保护部发布的指导方法为参照,对所述方法进行了对比验证。以2015年3月北京市五环路高速,国道京福路,省道京周路的氮氧化物排放为例,两种方法计算结果平均偏差分别为?27.7%,?12.9%,?12.0%。因此,基于MFD及实时路况数据对交通流量及机动车排放的估算,可以较好地反映道路机动车的运行情况及排放特征,在构建应用于街区尺度模型的排放清单,城市区域道路机动车排放的时空分布特征等方面具有非常好的应用潜力。     

一种基于集合最优插值的排放源快速反演方法

基于集合卡尔曼滤波的源反演方法是估计排放源、提高空气质量模拟和预报精度的有效方法。为构建排放源与污染物浓度之间的误差协方差矩阵,该方法通常需要运行几十次大气化学传输模式。庞大的计算量限制了该方法的应用,使其无法为实时预报系统快速更新排放源。本研究发展了一种基于集合最优插值的排放源反演方法。该方法使用历史集合数据构建误差协方差矩阵,仅需一次常规的空气质量模拟便可根据观测模拟差异反演排放源,从而显著降低计算量。本文使用该方法同化2015年1月全国1107个地面站点观测的CO小时浓度数据,结合2014年1月的历史集合数据集,估计2015年1月全国15 km分辨率的CO排放源。该方案反演的全国CO排放总量仅比使用2015年1月集合数据集的反演量高1%,表明历史时段与反演时段的气象条件差异对月均CO排放的影响有限。使用历史集合数据集更新的排放源再次模拟可将全国349个独立验证站点的平均低估从0.74 mg m?3降至0.01 mg m?3,均方根误差降低18%,表明该方法可快速更新排放源并降低其不确定性。     

中国交通二氧化碳排放研究

评述了中国全国及区域水平交通领域CO₂排放研究的不足和困难,提出了道路运输、铁路运输燃油消费量的估算方法、参数及区域分配方法,并根据文献研究和公开资料进行校对,采用中国交通领域CO₂排放因子,计算中国2007年全国和各省道路运输、铁路运输、航空运输和水路运输的CO₂排放。中国2007年交通领域CO₂排放量为4.36亿t,占2007年全国能源利用CO₂排放的7%,低于2007年全球交通部门23%的排放比例。中国道路运输CO₂排放占交通领域绝对主体,为86.32%。     

华南地区网格化在路机动车污染排放量估算与分析

在机动车数据的基础上,利用SMOKE模式估算了华南地区在路机动车污染物排放量,得到了用于空气质量数值模拟的网格化机动车排放源数据。估算结果显示机动车排放源主要分布在珠江三角洲和华南沿海地区,其中珠江三角洲排放量最大,且在深圳香港、广州、珠海澳门三个中心城市区分别出现了三个机动车排放中心,这三个中心与区域经济发达程度有较好的对应。分析还表明,快速增长的摩托车和小汽车数量对机动车排放总量的影响很大,是造成华南城市空气质量恶化的重要因素。     

2006—2017年安徽省人为源氨排放清单及特征

基于排放因子法建立了2006-2017年安徽省人为源氨排放清单,估算人为源氨的排放水平、变化趋势及其分布特征。结果表明,安徽省2017年人为源氨排放量较高的两个地区是阜阳市和六安市,而氨排放总量最小的是马鞍山,占全省氨排放总量的1.83%。安徽省氨平均排放强度为5.34 t·km^-2,其中阜阳市、淮南市及蚌埠市的排放强度均超过7 t·km^-2。2006-2017年畜禽养殖源产生的氨排放量处于增加状态,尤其是肉猪、肉鸡和肉鸭的贡献分别占到畜禽源氨排放总量的34.49%~38.39%、20.31%~32.8%和10.40%~16.42%。而氮肥施用导致的氨排放量表现出先增加后下降的趋势,2017年产生的氨排放量比2013年下降了28.71 kt。生物质燃烧、人体排放和氮肥生产是非农业源氨排放的主要来源,但由机动车产生的氨的贡献呈明显增长趋势,如从2006年的1.86%增长到2017年的7.47%,这与近年来安徽省汽车保有量不断增加有关。     

中国城市机动车排放污染控制规划体系研究

建立城市机动车污染控制规划体系的目标在于揭示城市机动车排放特征以及由此形成的污染物的分布规律,并根据城市大气容量和环境质量的要求进行排放控制目标的选择和方案优化.该文吸收发达国家原有控制规划体系的主体思想,并对其进行了改造,使得新的规划控制体系能够更适合我国城市的特点.该体系结构的核心内容主要由机动车排放因子的确定、机动车污染物排放时空分布规律的确定、大气环境质量状况的模拟和分析、机动车排放优化模型的建立和综合控制实施影响评估四部分组成.通过建构上述四个核心模块的规划内容和方法,新的控制规划体系可以迅速、有效地为中国城市机动车污染控制管理和决策服务.     

武汉市居民区大气VOCs的污染特征和来源解析

于2016年7月-2017年6月在武汉市典型居民区对大气中101种挥发性有机物（VOCs）进行了监测,以便研究武汉市典型居民区周边VOCs的组成特征和变化规律,并探讨了其主要来源.结果表明,武汉市空气中VOCs的体积分数为（46.24±24.57）×10^-9,表现为烷烃>含氧有机物>烯烃>卤代烃>芳香烃.受交通排放影响烷烃的比例上午高于下午,1月机动车尾气为武汉市主要的VOCs排放源,夏季含氧类化合物浓度高于冬季,可能更多地受本地喷涂等溶剂使用行业和光化学反应生成的影响,5-9月表现出明显的生物源排放特征.利用正交矩阵因子分析（PMF）得到武汉市居民区大气VOCs主要有6个来源,分别为燃烧源、机动车尾气、工业排放、溶剂使用、汽油挥发和植物排放.其中,燃烧源、机动车尾气贡献比例最高,是该区域VOCs控制的重要排放源.     

泰州市大气挥发性有机物化学组分特征、活性及来源解析

挥发性有机物（VOCs）是臭氧和大气颗粒物的重要前体物,本研究利用在线气相色谱-质谱仪（Online-GC-MS）于2018年5—6月对江苏省泰州市大气中98种VOCs进行监测,依据监测结果对泰州市大气VOCs的组成特征、日变化趋势进行分析,对醛酮类VOCs数据进行参数化拟合探究其一次二次贡献,并采用正矩阵因子分解模型（PMF）对VOCs数据进行来源分析,用最大增量反应活性（MIR）计算臭氧生成潜势（OFP）.研究结果表明：泰州市大气VOCs中烷烃占比最高,其次为醛酮;烷烃、烯烃、卤代烃和芳香烃浓度日变化趋势明显,特征相近;参数化方法表明醛类物质主要来自于二次生成,而酮类物质主要来自一次排放;PMF模型结果表明泰州市VOCs的主要贡献源分别为机动车排放、油气溶剂挥发、生物质燃烧、其他工业和天然源;OFP的主要贡献物种为烯烃类,占比34.18%.研究结果表明,控制工业排放和溶剂使用是泰州市大气污染物控制的重点.     

中国城市机动车排放污染控制现状体系研究

建立城市机动车污染控制规划体系的目标在于揭示城市机动车排放特征以及由此形成的污染物的分布规律，并根据城市大气容量和环境质量的要求进行排放控制目标的选择和为案优化。该文吸收发达国家原有控制规划体系的主体思想，并对其进行了改造，使得新的规划控制体系能够更适合我国城市的特点。该体系结构的核心主要由机动车排放因子的确定、机动车污染物排放控制实施影响评估四部分组成。通过建构上述四个核心模块的排放优化模型的建立和综合控制实施影响评估四部分组成。通过建构上述四个核心模块的规划内容和方法，新的控制规划体系可以迅速、有效地为中国城市机动车污染控制管理和决策服务。     

盘锦冬季城区机动车污染物排放模拟研究

采用美国环境保护局开发的机动车排放因子模型Mobile5,计算了2005年盘锦冬季机动车单车排放因子在不同车型条件下的排放情况。结果表明:不同车型的机动车其单车排放因子随着车速的增加而呈不同趋势的变化,HC和CO逐渐降低,而NOx随车型的变化而变化。     

2014年京津冀空气污染时空分布特征及主要成因分析

为进一步了解京津冀区域空气污染状况与工业排放、气象条件的相互关系,运用统计分析方法,使用环保部2014年空气质量日报数据对京津冀地区13个城市空气质量指数(Air Quality Index,简称AQI)、首要污染物的时空分布特征进行了分析,并与各城市的城市建设、经济发展、工业排放及相应时段主要气象因子的影响进行了对比分析。结果表明:总体上,2014年京津冀地区空气质量呈北优南劣分布,即北部优于中部、中部优于南部。京津冀地区空气质量以良和轻度污染的天数居多,其中位于北部的张家口、承德和秦皇岛3市空气质量最好,优良的天数达到67%~86%;北京、天津的占46%,保定、衡水和邢台的仅占23%。各城市AQI具有相似的季节变化特征,12月AQI值最大,9月份达到最小,10月份起AQI开始回升。各市首要污染物1—3月、7月、9—12月以PM2.5为主,4、5月以PM10和PM2.5为主,6、8月以O3为主。影响京津冀地区的首要污染物来源不同,北京市、河北省分别以机动车尾气排放和燃煤排放为主,天津以工业二氧化硫排放及燃煤影响显著。各地空气质量的首要污染物多为原地生成。秋冬季节空气污染加重与燃煤用量加大、静稳天气增多关系密切;而春夏季节空气污染减轻依赖于风力加大、降水频繁、大气不稳定等气象因素。机动车尾气、工业排放、燃煤排放、人口数量等因素与空气污染关系密切,气象条件（风、雨、不稳定大气层结等）对空气污染扩散起着重要作用。     

基于多尺度融合网络的高速公路能见度估计

为了实现近实时公里级的高速公路能见度监测,提出了一种基于多尺度融合网络的能见度估计方法。首先,从道路监控视频中提取道路场景图像,并对图像进行质量控制;分别采用引导滤波、光谱滤波、景深估计模型从路面场景图像中提取细节结构特征、光谱特征与场景深度特征;然后,构建多尺度融合网络自适应融合结构特征、光谱特征与场景深度特征,并从中提取能见度特征;最后在网络末端输出图像场景所对应的能见度等级。此外,为了训练与测试模型,构建了真实道路场景图像数据集,共包含18 000张标注图像。实验结果表明,多尺度融合网络可显著提升高速公路能见度估计的准确性,能见度等级分类准确率可达81.76%。     

大气PM2.5源解析“源清单化学质量平衡法(I-CMB)”模型的建立与应用

针对受体模型对大气PM2.5中二次无机、有机气溶胶不能给出有效源贡献的问题,建立了一种基于污染源清单的化学质量平衡(Inventory-Chemical Mass Balance,I-CMB)颗粒物源解析受体模型,代入北京市近年的污染物排放数据进行了解析应用。结果表明,燃煤是北京大气PM2.5的最大来源(占比约28.06%),其余依次为机动车(19.73%)、扬尘(17.88%)、工业(16.50%)、餐饮(3.43%)、植物(3.40%)。相比于传统的化学质量平衡法(Chemical Mass Balance,CMB),I-CMB的源解析过程对源成分谱的要求较低、抗干扰性更强,计算结果均衡、详尽,比较适合我国当前大气PM2.5控制的需求。     

基于GIS的广西电网流域面雨量计算方法与监测预警

以广西电网直调水电厂所处的西江流域为研究对象,基于GIS技术,在对西江流域面雨量监测区域基础信息处理基础上,采用比较分析方法,开展分流域面雨量计算方法研究,结果表明:(1)以1:5万数字高程模型为数据基础,针对西江流域河网、自动气象站、水电站等分布特点,结合水系、等高线特征,沿水系分水岭对西江流域干流进行精细化分区,为分流域面雨量计算提供基础参数;(2)对分流域面雨量采用算术平均法与泰森多边形法计算,结果为两种方法计算结果偏差较小,取算术平均法为流域分区面雨量计算方法;(3)逐小时处理、计算面雨量实时数据,实现西江流域面雨量的实时监测与预警服务。     

辽宁中部城市群大气污染防治对策探讨

根据对辽宁中部城市群大气污染特征及污染发展趋势的分析,探讨了大气污染防治原则、对策及政策措施。辽宁中部城市群的大气污染属煤烟－机动车尾气-扬尘复合型,对其深化整治要在容量测算基础上以大气污染排放控制和环境空气质量达标为基本目标,以发展清洁能源、合理城市布局、调整工业布局和“控源”为主要途径,以消减污染物排放总量为重点,利用总量控制和浓度控制相结合、产业结构调整和技术改进相结合的综合防治手段,制定科学的城市群空气环境质量防治规划。     

中国省域电力部门CO2排放计算方法研究

提出一种基于各省电力消费详细来源的消费端排放计算方法,该方法使用不同来源电力的特征化排放因子估算调入电力隐含排放。对2005年和2010年各省电力部门CO₂排放量进行估算,并与生产端方法估算结果进行对比分析。结果表明：使用消费端方法计算后电力净调出省排放量下降,2010年内蒙古两种方法计算结果差值高达1.09亿t,该差值相当于陕西发电排放或加拿大发电和供热总排放;相反,使用消费端方法计算后电力净调入省排放量上升,2010年河北排放量上升0.74亿t,北京上升0.60亿t,北京两种方法计算结果相差幅度高达320%。     

2020年1—3月四川地区大气污染物变化特征分析

利用2018-2020年中国环境监测总站全国城市空气质量实时发布平台公布的监测点数据以及中国气象局气象站点的同期地面观测资料,采用相关性分析的方法对2020年1-3月四川地区大气污染物的变化特征进行分析。结果表明：由于2020年1-3月人为排放源管控政策的实施,成都、绵阳、宜宾和攀枝花的NO₂和PM₁₀浓度相比2018-2019年同期平均下降幅度达到30%,而O₃质量浓度在四座城市的日均值却分别上升了15.21%、10.32%、5.03%和0.42%。同时,O₃与相对湿度成负相关关系,与温度、风速和降水成正相关关系且相关系数都超过了0.7。O₃的反常增长不仅是受到气象要素的影响,较低的氮氧化物和PM₁₀浓度也间接维持了O₃的存在。严格的污染物排放控制措施对主要污染物排放影响较大,但对臭氧等次生污染物的影响较小,次生污染物污染的防治依旧面临严峻挑战。     

南京和长三角地区CO_2与CH_4人为排放清单估算的不确定性分析

目前温室气体清单的编制主要基于IPCC方法,该方法用于特定城市或区域清单编制时可能会引起较大的不确定性,而目前对城市/区域尺度清单的不确定性的分析还存在很大的欠缺。本文通过南京市和长三角温室气体排放因子甄选,应用IPCC方法计算了2009年南京市和长三角的人为温室气体排放量,并以其为个例利用蒙特卡洛方法开展城市和区域尺度的温室气体人为排放清单不确定性的初步探究。研究结果表明:南京市CH4和CO2排放量的95%的概率分布范围分别为(1.08~1.86)×105t和(6.50~7.41)×107t,不确定性分别为-21.74%~34.78%和-7.01%~5.87%;长三角CH4和CO2排放量的95%的概率分布范围分别为(4.07~5.89)×106t和(1.62~1.82)×109t,不确定性分别为-15.60%~22.24%和-6.04%~5.34%。     

基于黑板模型的地面气象数据质量控制

气象数据实时质量控制对航空活动和防灾减灾的气象保障意义重大。该文介绍一个基于黑板模型的地面气象观测数据实时质量控制系统。该系统应用领域本体分析技术,集成多方面专家的经验知识,确定气象观测数据质量控制的知识点,通过异构知识体之间的协作,实时推断气象观测数据的正确性,实现对地面气象观测数据的实时自动错误检测、警示并给出更改建议。以地面航空气象观测数据实时质量控制为例,提出了用“错误召回率”和“警示正确率”指标对质量控制进行评测的方法。对1994年和2003年的资料质量分析结果显示,基于本文技术的观测数据质量控制的错误召回率接近100%,警示正确率达到89%。     

MICAPS4网络平台设计与实现

针对多源、海量、实时气象数据的特点和高交互天气预报预警的业务需求,设计开发了MICAPS4网络平台,该平台包括服务器和网络前端结构,该平台可以实现网络气象数据叠加显示和交互分析等功能。该平台基于统一气象数据模型和分布式实时计算处理框架对多源海量、实时气象数据进行快速处理、计算分析、网络传输和发布,基于HTML5渲染绘制技术实现了浏览器端气象数据的标准实时渲染绘制和交互操作等。MICAPS4网络平台及基于该平台搭建的国家级、省级专业气象网络应用业务系统运行稳定,实现了海量气象数据的网络快速处理分析、高效渲染绘制、预报预警制作交互操作等功能,对建设国家级和省级气象网络应用系统具有重要意义。