本書分為四篇,共四十八章,主要內容包括:全國業(yè)務體系構架;全國預報業(yè)務機制;區(qū)域預報業(yè)務機制;省級預報業(yè)務機制;城市預報業(yè)務機制;區(qū)域環(huán)境空氣質量聯(lián)合預報會商機制;統(tǒng)計模式預報方法概述;動態(tài)統(tǒng)計預報技術;神經(jīng)網(wǎng)絡方法;多元線性回歸方法;機器學習預測方法;數(shù)值模式預報方法概述等。
星移斗轉,春去秋來,在時代的大潮中,環(huán)境空氣質量新標準的預報業(yè)務不知不覺已歷經(jīng)四年。自2013年年初起,從執(zhí)行國家環(huán)境空氣質量新標準監(jiān)測網(wǎng)絡建設開始,探究全新的以PM2.5和臭氧為特征指標的細粒子與光化學反應二次生成污染過程預報領域,到根據(jù)□初的實踐經(jīng)驗總結,在2014年春形成基礎的空氣質量預報技術方法指南初版并提供全國成員單位參考,已經(jīng)過去兩年。兩年以來,隨著服務全國大氣污染防治行動計劃的推進,持續(xù)探索環(huán)保預報業(yè)務對環(huán)境質量管理、公共信息服務和重大活動空氣質量保障技術支持的深入,環(huán)境保護預報部門積累了大量新的實踐發(fā)現(xiàn),又到了總結形成一個新的、更加全面的空氣質量預報和環(huán)境質量管理支持技術方法指南的發(fā)展階段。
期間,有越來越多的各種局地排放與區(qū)域傳輸影響預報實踐認識,包括秋冬季節(jié)二次生成細粒子與煤煙型一次排放復合型污染,夏季PM2.5細粒子與臭氧光化學反應混合二次生成污染,以及春秋季節(jié)大規(guī)模秸稈與生物質燃燒污染。有越來越全面的各種區(qū)域背景排放水平逐層管控的空氣質量保障技術支持實踐認識,包括大范圍區(qū)域協(xié)作的南京青奧會、北京APEC峰會和北京抗戰(zhàn)勝利紀念日活動,小范圍鄰近省市協(xié)作的上合組織峰會和世界互聯(lián)網(wǎng)大會,以及進一步探索污染排放管控中微妙PM2.5和臭氧化學機理平衡的杭州G20峰會。有越來越精細化的環(huán)境質量管理技術支撐實踐認識,包括重污染影響地區(qū)的區(qū)域協(xié)作聯(lián)合管控,優(yōu)良城市的空氣質量品質管理,以及空氣質量持續(xù)改善省市的空氣質量達標規(guī)劃和成效評估。在面對一個又一個新問題的孜孜以求探索中,在空氣質量新標準預報新領域的勤奮能力建設中,在環(huán)保預報新業(yè)務發(fā)展的社會服務效益導向進程中,環(huán)境空氣質量預報及其技術方法經(jīng)歷了一個從實踐到認識,又從再實踐到再認識的過程。
幾乎全部由朝氣蓬勃的年輕人組成的全國環(huán)境保護成員單位預報團隊,充滿陽光活力和積極向上精神,擁有時代賦予的科學發(fā)展思想。他們實事求是,了解國內外環(huán)境科學研究進展,客觀認識預報需要考慮多種關鍵影響因素并具有很高程度的復雜性,包括污染源變化制約的大氣污染內因,大氣條件變化影響的大氣污染外因,空氣質量綜合實時監(jiān)測映射的大氣污染起始條件和演變,大氣化學機理主導的大氣污染形成機制。他們遵循科學,虛心向環(huán)境科學各領域科學家學習,積極應用□先進的空氣質量數(shù)值預報集群等現(xiàn)有□高水平科學技術成果,善于利用模式集合預報、實時大氣化學監(jiān)測數(shù)據(jù)同化、污染過程分析、源識別和源追蹤等□新可供利用的技術手段。
年輕朝氣的全國環(huán)境保護預報團隊,高度負責任和追求技術精湛,擁有全國環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)傳承的優(yōu)良作風和敬業(yè)精神。他們重視□大程度進行客觀分析與盡可能減少主觀判斷誤差,與技術研發(fā)工程團隊密切合作,持續(xù)探索高效和現(xiàn)代化的工作方法。他們不斷探索建立健全簡潔可靠和全面分析的作業(yè)流程,遵循發(fā)揮團隊力量的預報值班和會商制度,冷靜沉著地完成預報業(yè)務和技術支持服務。
在上述全國環(huán)境保護預報團隊的科學實踐和探索發(fā)展基礎上,根據(jù)環(huán)境保護部工作要求,中國環(huán)境監(jiān)測總站組織全國先行成員單位,集合預報領域涉及各方面在新階段的經(jīng)驗總結,編寫了這本《環(huán)境空氣質量預報預警方法技術指南》(第二版)(以下簡稱《指南》),針對各級環(huán)境保護預報部門和成員關注的業(yè)務發(fā)展、環(huán)境質量管理技術支持、公眾社會信息服務、系統(tǒng)能力建設設計、技術方法培訓等相關工作需求方面,力求為環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)和環(huán)境保護預報部門技術人員提供進一步深入的技術方法指導和系統(tǒng)框架參考。
同時,這也是全國環(huán)境保護重要的預報技術方法理論及應用發(fā)展積累,是全國預報技術方法體系重要的例行建設內容,是環(huán)境保護部專項布置的技術成果總結。通過結合全國環(huán)境保護預報業(yè)務的經(jīng)驗總結和科研實踐,通過編制新版預報技術指南的方式,還能夠進一步影響和引導全國更多的省市預報成員系統(tǒng)掌握和深入發(fā)展預報理論和技術方法,并在編制過程中培養(yǎng)一批具備系統(tǒng)開展指南編制能力的專家技術骨干,持續(xù)擴展環(huán)境保護預報理論和技術方法。
預報業(yè)務的持續(xù)發(fā)展離不開環(huán)境質量改善與相關科學技術進步不斷提出的新問題和新挑戰(zhàn)。與初版空氣質量預報預警方法技術指南相比,新版指南變化的是不斷深入和全面的認識,不變的是科學引導業(yè)務建設與業(yè)務推動科學發(fā)展的雙結合內涵。展望未來,我們不妄自尊大,也不妄自菲薄。全國環(huán)境保護預報成員單位將以國家生態(tài)環(huán)境質量保護規(guī)劃為藍圖,以國際先進經(jīng)驗為參照,以科學應用發(fā)展為導向,力圖應用現(xiàn)代化的技術手段和服務理念,滿足環(huán)境質量管理和社會發(fā)展的需要,為公眾提供更好的服務。
《指南》由汪巍、王曉彥、朱莉莉、晏平仲和李健軍策劃,負責全書的總體構思和結構設計,由汪巍、王曉彥、朱莉莉、晏平仲統(tǒng)稿,并對各章節(jié)編寫質量進行把關。因《指南》涉及的內容較多,很多經(jīng)驗是從技術實踐中總結而來,由于我們的學識水平和實際經(jīng)驗限制,《指南》定會有不全面之處,甚至也存在不妥或錯誤的地方,望同行不吝賜教。
第一篇業(yè)務體系篇
第一章 全國業(yè)務體系構架
第二章 全國預報業(yè)務機制,
□□節(jié) 預報員崗位設置及職責
第二節(jié) 預報預警值班制度
第三節(jié) 預報工作流程
第三章 區(qū)域預報業(yè)務機制
□□節(jié) 人員與制度保障
第二節(jié) 預報工作流程
第三節(jié) 預報信息發(fā)布
第四節(jié) 預報效果回顧
第四章 省級預報業(yè)務機制
□□節(jié) 人員與制度
第二節(jié) 預報工作流程
第三節(jié) 預報信息發(fā)布
第五章 城市預報業(yè)務機制
□□節(jié) 人員和制度
第二節(jié) 預報工作流程
第三節(jié) 預報信息發(fā)布
第四節(jié) 預報效果評估
第六章 區(qū)域環(huán)境空氣質量聯(lián)合預報會商機制
第二篇 技術方法篇
第七章 統(tǒng)計模式預報方法概述
□□節(jié) 統(tǒng)計預報方法發(fā)展歷程
第二節(jié) 統(tǒng)計預報方法原理
第三節(jié) 統(tǒng)計預報方法特點
第四節(jié) 統(tǒng)計預報方法應用建議
第八章 動態(tài)統(tǒng)計預報技術
□□節(jié) 動態(tài)統(tǒng)計預報方法概述
第二節(jié) 動態(tài)統(tǒng)計預報原理
第三節(jié) 動態(tài)統(tǒng)計預報方法的特點
第四節(jié) 動態(tài)統(tǒng)計預報方法的應用
第九章 神經(jīng)網(wǎng)絡方法
□□節(jié) BP神經(jīng)網(wǎng)絡原理
第二節(jié) 神經(jīng)網(wǎng)絡法改進
第三節(jié) BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型的應用
第十章 多元線性回歸方法
□□節(jié) 多元線性回歸方法原理
第二節(jié) 多元線性回歸方法的建立
第三節(jié) 多元線性回歸方法應用實例
第四節(jié) 預報準確率評估和修正
第十一章 機器學習預測方法
□□節(jié) 機器學習預測方法概述
第二節(jié) 方法原理
第三節(jié) 模型建立的要點
第四節(jié) 機器學習預測方法的應用
第十二章 數(shù)值模式預報方法概述
□□節(jié) 空氣質量數(shù)值模式發(fā)展
第二節(jié) 空氣質量預報模式系統(tǒng)框架
第十三章 NAQPMS數(shù)值預報模式
□□節(jié) 模式概述
第二節(jié) 核心架構
第三節(jié) 模型業(yè)務應用案例——京津冀區(qū)域空氣質量數(shù)值預報
第十四章 CMAQ數(shù)值預報模式
□□節(jié) 模式概述
第二節(jié) 核心構架
第三節(jié) 模型業(yè)務應用案例——四川省CMAQ模型構建
第十五章 CAMx數(shù)值預報模式
□□節(jié) 模式概述
第二節(jié) 核心構架
第三節(jié) 模型業(yè)務應用案例——浙江省CAMx模型構建
第十六章 WRF-Chem數(shù)值預報模式
□□節(jié) 模式概述
第二節(jié) 核心構架
第三節(jié) 模型業(yè)務應用案例——上海市WRF-Chem模型構建
第十七章 拉格朗日數(shù)值模式
□□節(jié) 方法概況
第二節(jié) 模型方法
第三節(jié) 模式特點
第十八章 集合預報技術
□□節(jié) 集合預報技術簡介
第二節(jié) 多數(shù)值模式預報系統(tǒng)
第三節(jié) 蒙特卡羅隨機集合預報
……
第三篇 技術支撐篇
第四篇 管理支持篇
參考文獻