環(huán)境空氣質(zhì)量預報預警技術規(guī)范目 次范圍 1規(guī)范性引用文件 1術語和定義 1基本要求 2環(huán)境空氣質(zhì)量數(shù)值預報 2環(huán)境空氣質(zhì)量統(tǒng)計預報 2運算處理 3環(huán)境空氣質(zhì)量數(shù)值模式預報 3環(huán)境空氣質(zhì)量統(tǒng)計預報 4預報工作流程 4效果評估 4評估內(nèi)容 5評估方法 5附錄A（資料性）環(huán)境空氣質(zhì)量預報預警工作流程 7參考文獻 10I環(huán)境空氣質(zhì)量預報預警技術規(guī)范范圍本文件適用于規(guī)范和指導業(yè)務化應用的環(huán)境空氣質(zhì)量預報預警。規(guī)范性引用文件（包括所有的修改單適用于本文件。GB3095環(huán)境空氣質(zhì)量標準HJ1130—2020環(huán)境空氣質(zhì)量數(shù)值預報技術規(guī)范術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1環(huán)境空氣質(zhì)量數(shù)值預報模式numericalforecastingmodelforambientairquality基于大氣污染物形成過程中的基本物理和化學原理，采用數(shù)值計算方法模擬大氣污染物的排放、擴散、輸送、化學反應、清除等物理和化學過程，從而預測空氣質(zhì)量狀況的系統(tǒng)。[來源：HJ1130—2020,3.1]3.2環(huán)境空氣質(zhì)量數(shù)值預報numericalforecastingofambientairquality利用環(huán)境空氣質(zhì)量數(shù)值預報模式，對大氣中的主要污染物濃度及時空變化進行預報，預測城市和區(qū)[來源：HJ1130—2020,3.2]3.3模式污染源清單model-readypollutantemissioninventory基于大氣污染物源排放清單和源清單處理模式，結(jié)合人口和交通路網(wǎng)等地理信息數(shù)據(jù)，按照不同類[來源：HJ1130—2020,3.3]3.4大氣化學資料同化atmosphericchemicaldataassimilation1[來源：HJ1130—2020,3.4]3.5環(huán)境空氣質(zhì)量統(tǒng)計預報模式statisticalforecastingmodelforairquality利用環(huán)境空氣質(zhì)量和氣象等歷史觀測資料，分析大氣污染濃度與氣象條件及其他影響因素條件的統(tǒng)3.6環(huán)境空氣質(zhì)量統(tǒng)計預報statisticalforecastingofambientairquality3.7空氣質(zhì)量指數(shù)airqualityindex定量描述空氣質(zhì)量狀況的無量綱指數(shù)。[來源：HJ633—2012,3.1]基本要求環(huán)境空氣質(zhì)量數(shù)值預報空間尺度范圍1004000區(qū)級尺度覆蓋該行政區(qū)域及周邊行政區(qū)。空間分辨率331130110模式污染源清單空間分辨率應與環(huán)境空氣質(zhì)量數(shù)值預報模式計算區(qū)域的空間分辨率一致。預報時長環(huán)境空氣質(zhì)量數(shù)值預報模式的預報時長不少于5天。預報輸出時間間隔環(huán)境空氣質(zhì)量數(shù)值預報模式相鄰兩次模擬結(jié)果輸出的時間間隔應在1小時（含）以內(nèi)。環(huán)境空氣質(zhì)量統(tǒng)計預報空間尺度范圍2預報時長環(huán)境空氣質(zhì)量統(tǒng)計預報模式的預報時長不少于5天。預報輸出時間間隔環(huán)境空氣質(zhì)量統(tǒng)計預報模式相鄰兩次模擬結(jié)果輸出的時間間隔應在1小時（含）以內(nèi)。運算處理環(huán)境空氣質(zhì)量數(shù)值模式預報模式污染源清單處理輸入?yún)?shù)包括大氣污染物源排放清單、時間和空間分配系數(shù)、化學成分譜等。大氣污染物源排放清單基本屬性包括基準年、覆蓋范圍、排放污染物種類、排放來源類別、時間和空間分辨率等。如有條件，可采用動態(tài)更新的大氣污染物源排放清單數(shù)據(jù)。（PM2.5）（PM10）（SO2）（NOx）注2：排放來源類別包括電廠、工業(yè)、交通、居民、農(nóng)業(yè)、生物質(zhì)燃燒、揚塵、天然源等。依據(jù)時間和空間分配系數(shù)對大氣污染物源排放清單進行時間和空間分配，包含人口密度、土地利用等空間分配因子和不同類型排放來源的月變化、周變化和日變化等時間分配因子。依據(jù)化學成分譜對排放污染物進行化學組成分配。模式氣象預報場前處理氣象預報場基本屬性應包括起始時刻、時段范圍、時間分辨率、區(qū)域網(wǎng)格坐標參數(shù)、邊界層方案、輻射方案、陸面過程方案和云物理方案等。氣象要素應包括溫度、氣壓、濕度、風速、風向、降水、云、輻射等。氣象預報場前處理包括診斷分析、單位轉(zhuǎn)換、空間插值和格式轉(zhuǎn)換等。初始邊界條件設置初始值指起始時刻模式計算區(qū)域污染物的濃度值，獲取方法有以下三種：缺省值；從已獲得的模式輸出或分析資料中提取處理；大氣化學資料同化。邊界值指預報時段內(nèi)最外層模式計算區(qū)域邊界上污染物的濃度值，獲取方法有以下兩種：缺省值；從全球模式或大范圍區(qū)域模式的預報結(jié)果中提取。大氣化學傳輸運算輸入?yún)?shù)包括模式污染源清單、模式氣象預報場、模式初始和邊界條件以及地理經(jīng)緯度資料等。3結(jié)合計算區(qū)域地形特點、氣象條件、污染物排放特征等因素，設置物理化學過程關鍵參數(shù)最優(yōu)化方案組合。注：有機氣溶膠化學及多相化學反應等。數(shù)值預報產(chǎn)品輸出環(huán)境空氣質(zhì)量數(shù)值預報基本產(chǎn)品應包括PM、P0、C、O3、N、SO2等主要污染物濃度、空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）數(shù)值、級別和首要污染物等。環(huán)境空氣質(zhì)量預報診斷產(chǎn)品包括顆粒物組分(硝酸鹽、硫酸鹽、銨鹽、有機物)、重點地區(qū)和重點行業(yè)污染來源貢獻(分擔)率、氣溶膠光學厚度以及光化學反應二次生成主要示蹤產(chǎn)物等相關參數(shù)。氣象條件預報基本產(chǎn)品應包括風向、風速、降水、溫度、相對濕度和邊界層高度的空間分布及垂直風場、前后向氣團軌跡等。環(huán)境空氣質(zhì)量統(tǒng)計預報預報因子數(shù)據(jù)庫建立統(tǒng)計模型假設污染水平主要受氣象條件控制，污染源變化很小。輸入數(shù)據(jù)質(zhì)量控制輸入數(shù)據(jù)質(zhì)量控制包括模型輸入數(shù)據(jù)中異常值、重復值和缺失值的識別和處理等。模型訓練模型訓練是模型沿著預報污染物濃度和觀測污染物濃度之間的誤差減小的方向不斷更新模型參數(shù)的過程。模型的訓練可以通過Fortran、Python和R等編程語言實現(xiàn)。模型調(diào)優(yōu)統(tǒng)計預報產(chǎn)品輸出PMPCOONS2AQI數(shù)值、級別和首要污染物等。針對特定污染物的統(tǒng)計預報模型，產(chǎn)品應包括該污染物濃度、AQI模型動態(tài)更新預報工作流程環(huán)境空氣質(zhì)量預報預警工作流程見附錄A。效果評估4評估內(nèi)容AQIAQIPPCONSO2AQIAQI244872預報評估以每日例行的空氣質(zhì)量預報為基礎。考慮數(shù)據(jù)有效性，本文件規(guī)定主要以季度和年度為評估周期開展空氣質(zhì)量預報評估，視實際需要開展其它周期評估。評估方法單項污染物濃度預報統(tǒng)計評估單項污染物濃度預報統(tǒng)計評估是指通過各項污染物濃度預報結(jié)果與觀測數(shù)據(jù)的偏差、誤差和GB3095評估所用觀測數(shù)據(jù)包括國控點、省控點、市控點和區(qū)控點等污染物監(jiān)測濃度數(shù)據(jù)，應為審核后的站點數(shù)據(jù)。評估內(nèi)容主要包括標準化平均偏差、均方根誤差和相關系數(shù)。HJ1130—2020（1）計算。HJ1130—2020（2）計算。HJ1130—2020（3）計算。AQIAQI25AQIAQIAQIAQIAQIAQIHJ1130—2020（4）計算。AQI7.2.2AQIAQIAQIAQIAQIAQIAQIHJ1130—2020（5）計算，級別預報準HJ1130—2020（6）計算。AQI60%。首要污染物預報準確率評估首要污染物預報準確率的判定標準如下：——AQI級別為一級時，無首要污染物，不參與首要污染物預報評估；——AQI5評估時段內(nèi)首要污染物預報準確的天數(shù)與評估總天數(shù)的百分比為首要污染物預報準確率，按HJ1130—2020（7）計算。污染天預報準確率評估0-23AQI1005天時，可進行污染天預報準確率評估。AQIAPR=nN實況

×100%··················································(1)式中：APR——污染天預報準確率；n ——評估時段內(nèi)AQI級別預報準確天數(shù)；實況——實況為污染的總天數(shù)。6附錄A（資料性）環(huán)境空氣質(zhì)量預報預警工作流程資料分析空氣質(zhì)量監(jiān)測實況分析大氣污染源變化分析氣象條件分析及預判數(shù)值及統(tǒng)計等預報模式結(jié)果分析預報員將數(shù)值模式預報結(jié)果和統(tǒng)計模型預報結(jié)果及上級部門每日下發(fā)的環(huán)境空氣質(zhì)量預報指導產(chǎn)預報會商內(nèi)部會商外部會商會商意見基于內(nèi)