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臭氧气象预报如何出炉
发布时间:2018-06-07 07:06:16    来源:中国气象报    编辑:chenjing    作者:中国气象报记者 黄彬 段昊书

中央气象台5月28日6时发布的《环境气象公报》显示,5月29日至30日,京津冀及周边地区大气扩散条件较好,无明显霾天气,但中北部地区白天易出现臭氧污染;5月31日至6月2日,区域中部大气扩散条件一般,白天以臭氧污染为主,夜间有轻度霾。在与公报配发的全国空气污染气象条件预报图上,我们还可以清楚地看到体现臭氧污染的“光化学烟雾”这一符号及其落区。
气象部门如何预报臭氧污染?一份完整的臭氧污染气象预报包含哪些流程?其背后又有哪些气象科技支撑? 
流程严谨让预报有标准
“公报中关于臭氧污染的内容以及预报图中的图例正是中央气象台开展臭氧污染气象条件预报的具体体现。”中国气象局环境气象中心副主任张碧辉说,“目前,臭氧污染气象条件预报已被正式纳入空气污染气象条件预报业务中。”如此一来,全国空气污染气象条件预报业务体系进一步完善,可针对雾霾天气造成的PM2.5污染、沙尘天气造成的PM10污染和光化学烟雾中的臭氧污染这三种主要类型的空气污染气象条件进行全面分析和预报。
一份完整的臭氧污染气象条件预报产品包含图形产品和文字产品。图形产品为空气污染气象条件落区预报图,主要内容包括臭氧污染图例和气象条件落区、标题、发布时间、预报时效、不同类型污染的图例等;文字产品内容为全国臭氧污染气象条件预报状况及服务提示的描述。
张碧辉介绍,预报员在开展臭氧污染气象条件预报、制作相关产品时,会遵循空气污染气象条件预报的技术流程,通过对实况分析、环流形势预报、污染类型预判、气象参数预报等产品的分析研判订正,最终得出结论。
首先,预报员会参考环境部门的大气环境质量监测和气象部门的气象综合观测,分析当前的实况,包含PM2.5、PM10、臭氧等大气成分,雾、霾、沙尘、气温、降水、天空状况等天气实况。
随后,预报员对包括环流形势、冷空气活动、地面气压变化、温度场变化等气象条件进行预报分析。根据此前的大气污染实况及环流形势分析,预报员研判各地区可能发生的不同污染类型,主要包括PM2.5、PM10和臭氧污染。针对PM2.5、PM10和臭氧污染分别分析预报静稳天气条件、沙尘天气条件和臭氧污染条件,影响臭氧污染的主要气象因子包括较强的辐射和较高的气温。
最后,预报员参考数值预报系统输出的PM2.5、PM10、臭氧浓度和计算的空气质量指数(AQI)客观产品等,通过主观综合分析研判进行预报。
在形成最终预报结论之前,预报员还要会商讨论空气污染气象条件级别和范围,确定并制作预报结果。  
技术研发给预报添后劲儿
臭氧污染主要是大气光化学反应的结果。张碧辉说,光化学反应的发生必须具备一定的条件,如气象条件和前体污染物分布等。因此,准确分析、完整掌握臭氧污染气象条件阈值和前体污染物分布情况及臭氧污染生成机理是当前预报中的主要难点。
为了攻克这一难题,中央气象台不断研发空气污染气象条件预报方法,通过分析不同类型污染过程对应的天气形势、边界层动力热力结构、地面风温湿场、太阳辐射等气象条件,建立不同类型大气污染对应的天气学模型,研制基于实况、业务模式及集合预报产品的多指标叠套的空气污染气象条件客观预报方法。
推进数值预报系统在空气污染气象条件预报中的应用也是攻克臭氧预报难题的抓手之一。中国气象科学研究院和各区域环境气象中心对全国环境气象数值预报系统和各区域环境气象模式系统进行升级改造,优化排放源清单数据,改进PM10、PM2.5、臭氧等预报模块;中央气象台加强模式释用,发展模式偏差订正技术,建立基于客观订正预报方法及多模式集成的分级分类空气污染气象条件预报系统。
不仅如此,中央气象台还持续开展空气污染气象条件等级概率预报及中长期预报技术研究,并进一步推进业务系统建设,将污染天气数据、相关数值预报资料及释用产品、客观预报方法集成到业务系统中;联合京津冀、长三角、珠三角等区域环境气象中心及重点省份,加强空气污染气象条件预报平台建设,并推广应用。
“在未来的一至两年,随着智能网格预报业务的发展,我们可以在气象要素网格化的基础上,获取臭氧气象条件预报各要素更为精细化的网格产品,从而进一步研发臭氧气象条件预报的网格化产品。”张碧辉说。

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