【氣象科普】空氣污染氣象條件如何預報?
霧霾天氣來臨,及時的預報預警備受關注。那么,空氣污染氣象條件預報是如何制作出來的?
第一步:采集氣象要素及大氣成分數據
2013年9月1日,中國氣象局正式開展空氣污染氣象條件預報工作。做一份霧、霾及空氣污染氣象條件預報,第一步是做好監測與數據采集,需要采集的數據主要有兩部分:一是一般氣象要素數據,二是大氣成分數據。
氣象要素包括溫度、濕度、降水、邊界層特征量實況演變及其他參數,用以確定是否會出現霧、霾及沙塵,這部分數據主要依靠各地氣象部門設置的氣象觀測基本站采集,同時參考衛星遙感數據。
至于大氣成分數據,則包括PM2.5、氣溶膠等。氣象部門在全國范圍內設有近百個監測站,可以采集這方面的數據。此外,還會參考中國環境監測總站空氣質量發布平臺上的相關數據。
第二步:用數值預報系統運算分析數據
相關數據采集到位后,主要任務是對數據進行計算分析。“中國霧霾數值預報系統”(CUACE)在其中承擔了重要角色。這個系統由中國氣象局數值預報中心負責運行和維護,產品由中央氣象臺天氣預報室具體應用。
空氣污染氣象條件預報,主要是預測污染物的稀釋、擴散條件。譬如,較強的一股氣流可以將污染物迅速吹散,明顯的降水也可能清除霧、霾;而在冷空氣較弱、氣壓較穩定的情況下,霧、霾則不易消散。此外,氣溶膠濃度、相對濕度對霧、霾生成與持續,也至關重要。
拿到基本的氣象要素、大氣成分數據和模式運行結果后,氣象專家還需要考慮高空環流型變化、低層環流及溫度場、冷空氣活動、地面氣壓場變化等。CUACE系統很好地耦合了氣溶膠模式和大氣模式,對于氣壓、風速、空氣濕度等實驗觀測數據進行運算,而輻射、季風、氣候模式等因素也將被考慮進去,確保數值預報結果的準確性。此外,各地氣象部門還配合使用一些區域預報模式。
第三步:開展會商并修訂預報結論
數值預報結論可以直接向公眾發布嗎?事實上,預報員還需要在客觀預報的基礎上,根據發生霧、霾及空氣污染區域的具體情況進行進一步研判,才能最終拿出預報產品。
空氣污染氣象條件預報,歸根結底是要服務重污染天氣預報預警。氣象部門制作的空氣污染氣象條件預報等級標準與環保部門的空氣質量指數等級標準一致,分為六級,等級從“好”到“極差”,以是否有利于空氣污染物稀釋、擴散和清除為依據。
2013年9月30日,中國氣象局和環境保護部聯合發布《京津冀及周邊地區重污染天氣監測預警方案》。當京津冀地區可能出現重污染天氣時,氣象與環保部門將展開會商,并根據會商情況,提前3天發出重污染天氣預警信息。為更好地實現部門聯動預警重污染天氣,中央氣象臺將提前4天拿出空氣污染氣象條件預報。類似這樣的合作,在全國各地陸續展開。
本版文章由李軍整理撰寫