【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境保护，具体而言涉及一种快速模拟pm2.5浓度值的方法。
技术介绍
1、随着城市化和工业化的快速发展，直径小于2.5微米的细颗粒物污染pm2.5已成为一个主要环境问题，pm2.5可以影响空气质量、生态系统和气候变化。
2、现有技术中，在模拟区域pm2.5浓度、量化不同排放源的pm2.5贡献、评估减排政策或措施的环境效益等方面，研究人员常使用三维空气质量模型(aqms)开展相关工作，这类模型包括wrf-cmaq、wrf-chem、camx和geos-chem等，但这类模型工具都是逐小时模拟pm2.5浓度，存在计算资源需求量大、运行时间较长的技术问题。
技术实现思路
1、鉴于上述的分析，本专利技术实施例旨在提供一种快速模拟pm2.5浓度值的方法，用以解决现有技术中计算资源需求量大、运行时间较长的技术问题。
2、本专利技术的目的是这样实现的：
3、一种快速模拟pm2.5浓度值的方法，包括：
4、s1、获取待模拟区域全年度逐小时的污染物排放量；
5、s2、将逐小时的污染物排放量输入wrf-cmaq模型，模拟所述待模拟区域的大气扩散的物理和化学过程，得到逐小时的气象数据和污染物浓度数据；
6、s3、基于所述气象数据计算物理过程的简化表征数据，基于所述污染物浓度数据计算化学过程的简化表征数据，包括：
7、提取所述气象数据的气象变量和污染物浓度数据的化学变量；根据大气垂直结构，将所述气象变量和化学
8、s4、根据物理过程的简化表征数据和化学过程的简化表征数据拟合快速模拟模型；
9、s5、将待模拟区域全年度污染物排放总量输入所述快速模拟模型中，输出待模拟区域的pm2.5年平均浓度值。
10、进一步地，wrf-cmaq模型包括wrf模型和cmaq模型，wrf模型的输入数据还包括气象再分析数据和地表类型数据，wrf模型的输出为逐小时的气象数据，气象数据包括温度、湿度、气压、风速风向和降水量。
11、进一步地，cmaq模型的输入包括wrf模型的输出，cmaq模型的输出为逐小时的污染物浓度数据，污染物浓度数据包括颗粒物污染物的组分信息和浓度，以及气态污染物的组分信息和浓度。
12、进一步地，所述气象变量包括风场信息、温度、边界层高度、层高、摩擦系数、地表热通量、气团密度、位温、云占比、气压、雨水混合比、云水混合比、土地类型和地面辐射。
13、进一步地，所述化学变量包括羟基自由基浓度、过氧化氢浓度、人为二次有机物及前体物浓度、氮氧化物浓度、硝酸盐浓度、氨气浓度和铵盐浓度。
14、进一步地，所述根据经过映射后的气象变量，计算物理过程的简化表征数据，包括：根据所述风场信息计算年平均平流系数；根据所述边界层高度、层高、摩擦系数、地表热通量、气团密度和位温计算年平均对流系数；根据所述边界层高度和层高计算年平均混合系数；根据所述云占比、雨水混合比、气团密度、层高、气压、摩擦系数、土地类型和地面辐射计算年平均沉降速率。
15、进一步地，所述根据映射后的化学变量，计算化学过程的简化表征数据，包括：根据所述羟基自由基浓度、过氧化氢浓度、云水混合比、气压和温度计算年平均氧化率；根据所述人为二次有机物及前体物浓度计算vocs和soa年平均分配比；根据所述氮氧化物浓度和硝酸盐浓度计算和年平均分配比；根据所述氨气浓度和铵盐浓度计算和年平均分配比。
16、进一步地，所述根据物理过程的简化表征数据和化学过程的简化表征数据拟合快速模拟模型，包括：根据所述年平均平流系数计算平流项；根据所述年平均混合系数和年平均对流系数计算扩散项；根据所述年平均沉降速率计算沉降项；根据所述年平均氧化率、vocs和soa年平均分配比、和年平均分配比、和年平均分配比计算化学反应项；根据所述平流项、扩散项、沉降项和化学反应项拟合大气污染物传输和转化方程，表示如下：
17、
18、其中，表示pm2.5年平均浓度值，表示分子扩散系数，表示风速矢量，表示扩散项，表示平流项， f表示沉降项，表示污染物j向污染物i的净生成率，表示污染物年度排放总量，表示沉降过程滤除的污染物量。
19、本专利技术第二方面实施例提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现任一实施例所述的快速模拟pm2.5浓度值的方法。
20、本专利技术第三方面实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现任一实施例所述的快速模拟pm2.5浓度值的方法。
21、与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
22、本专利技术提供的快速模拟pm2.5浓度值的方法，通过计算物理过程和化学过程的简化表征数据，以拟合出快速模拟模型，无需逐小时模拟大气扩散的物理过程和化学过程，从而快速模拟出pm2.5的年平均浓度值，节省了计算资源，缩短了模型运行时间。
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1.一种快速模拟PM2.5浓度值的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的快速模拟PM2.5浓度值的方法，其特征在于，WRF-CMAQ模型包括WRF模型和CMAQ模型，WRF模型的输入数据还包括气象再分析数据和地表类型数据，WRF模型的输出为逐小时的气象数据，气象数据包括温度、湿度、气压、风速风向和降水量。
3.根据权利要求2所述的快速模拟PM2.5浓度值的方法，其特征在于，CMAQ模型的输入包括WRF模型的输出，CMAQ模型的输出为逐小时的污染物浓度数据，污染物浓度数据包括颗粒物污染物的组分信息和浓度，以及气态污染物的组分信息和浓度。
4.根据权利要求1所述的快速模拟PM2.5浓度值的方法，其特征在于，所述气象变量包括风场信息、温度、边界层高度、层高、摩擦系数、地表热通量、气团密度、位温、云占比、气压、雨水混合比、云水混合比、土地类型和地面辐射。
5.根据权利要求4所述的快速模拟PM2.5浓度值的方法，其特征在于，所述化学变量包括羟基自由基浓度、过氧化氢浓度、人为二次有机物及前体物浓度、氮氧化物浓度、硝酸盐浓度、氨气浓度
6.根据权利要求5所述的快速模拟PM2.5浓度值的方法，其特征在于，所述根据经过映射后的气象变量，计算物理过程的简化表征数据，包括：
7.根据权利要求6所述的快速模拟PM2.5浓度值的方法，其特征在于，所述根据映射后的化学变量，计算化学过程的简化表征数据，包括：
8.根据权利要求7所述的快速模拟PM2.5浓度值的方法，其特征在于，所述根据物理过程的简化表征数据和化学过程的简化表征数据拟合快速模拟模型，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-8任一项所述的快速模拟PM2.5浓度值的方法。
10.一种存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时，实现权利要求1-8任一项所述的快速模拟PM2.5浓度值的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种快速模拟pm2.5浓度值的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的快速模拟pm2.5浓度值的方法，其特征在于，wrf-cmaq模型包括wrf模型和cmaq模型，wrf模型的输入数据还包括气象再分析数据和地表类型数据，wrf模型的输出为逐小时的气象数据，气象数据包括温度、湿度、气压、风速风向和降水量。
3.根据权利要求2所述的快速模拟pm2.5浓度值的方法，其特征在于，cmaq模型的输入包括wrf模型的输出，cmaq模型的输出为逐小时的污染物浓度数据，污染物浓度数据包括颗粒物污染物的组分信息和浓度，以及气态污染物的组分信息和浓度。
4.根据权利要求1所述的快速模拟pm2.5浓度值的方法，其特征在于，所述气象变量包括风场信息、温度、边界层高度、层高、摩擦系数、地表热通量、气团密度、位温、云占比、气压、雨水混合比、云水混合比、土地类型和地面辐射。
5.根据权利要求4所述的快速模拟pm2.5浓度值的方法，其特征在于，所述化学变量...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴瑞丽，康思聪，晏平仲，尹宇，王威，皮冬勤，刘冰，庞美玲，郑辉辉，李若男，侯露，
申请(专利权)人：中国环境监测总站，
类型：发明
国别省市：
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