Том 23, номер 06, статья № 11

Аннотация:

В разрабатываемой на примере Московского региона системе оценки качества воздуха предусматривается применение химической транспортной модели (ХТМ) CHIMERE, сопряженной с численной моделью атмосферы (МА). Обсуждаются численные эксперименты, цель которых - выбор оптимальных конфигураций ХТМ и МА, обеспечивающих приемлемую успешность расчетов концентраций газовых примесей и мелкодисперсного аэрозоля. Эксперименты проводились с использованием двух моделей: МА - ММ5 и WRF ARW (Weather Research and Forecasting, ARW - Advanced Research WRF). Последняя включена в разрабатываемый для оперативных расчетов вычислительный модуль МА-ХТМ. Валидация модуля по данным рекомендованных Всемирной организацией здравоохранения маркеров качества воздуха (О₃ и РМ₁₀) показала в целом удовлетворительные на настоящее время результаты, но вместе с тем выявила систематические погрешности модели, одной из главных причин которых предположительно является низкое качество данных об эмиссиях.

Ключевые слова:

качество воздуха, мониторинг, прогноз, химическая транспортная модель, численная модель атмосферы, валидация численных моделей

Список литературы:

1. Алоян А.Е. Моделирование динамики и кинетики газовых примесей и аэрозолей в атмосфере. М.: Наука, 2008. 415 c.
2. Генихович Е.Л., Филатова Е.Н. Объединенная модель атмосферной диффузии от совокупности источников // Проблемы физики пограничного слоя атмосферы и загрязнения воздуха / Под ред. С.С. Чичерина. СПб.: Гидрометеоиздат, 2002. С. 58-75.
3. Vautard R., Builtjes P.H.J., Thunis P., Cuvelier C., Bedogni M., Bessagnet B., Honore C., Moussiopoulos N., Pirovano G., Schaap M., Stern R., Tarrason L., Wind P. Evaluation and intercomparison of Ozone and PM10 simulations by several chemistry transport models over four European cities within the CityDelta project // Atmos. Environ. 2007. N 41. P. 173-188.
4. Stern R., Builtjes P., Schaap M., Timmermans R., Vautard R., Hodzic A., Memmesheimer M., Feldmann H., Renner E., Wolke R., Kerschbau-mer A. A model inter-comparison study focusing on episodes with elevated PM10 concentrations // Atmos. Environ. 2008. V. 42. P. 4567-4588.
5. Коновалов И.Б., Еланский Н.Ф., Звягинцев А.М., Беликов И.Б., Бикманн М. Валидация химически-транспортной модели нижней атмо-сферы Центрально-Европейского региона России с использованием данных наземных и спутниковых измерений // Метеорол. и гидрол. 2009. № 4. С. 65-74.
6. McHenry J.N., Ryan W.F., Seaman N.L., Coats C.J., Pudykiewicz J., Jr., Arunachalan S., Vukovich J.M. A real-time Eulerian photochemical model forecast system: Overview and initial ozone forecast performance in the northeast U.S. corridor // Bull. Amer. Meteorol. Soc. 2004. V. 85. P. 525-548.
7. Rouil L., Honore C., Vautard R., Beekmann M., Bessagnet B., Meleux F., Dufour A., Elichegaray C., Flaud J.-M., Menut L., Martin D., Peuch A., Peuch V.-H., Poisson N. PREV'AIR: an operational forecasting and mapping system for air quality in Europe // Bull. Amer. Meteorol. Soc. 2009. V. 90. P. 73-83.
8. Otte T.L., Pouliot G., Pleim J.E., Young J.O., Schere K.L., Wong D.C., Lee Pius C., Tsidulko M., McQuenn J.T., Davidson P., Mathur R., Chuang H.Y., DiMego G., Seaman N.L. NCEP notes: Linking the EPA model with the Community Multiscale // Air Quality forecasting system. Weather and Forecasting. 2005. V. 20. Р. 367-384.
9. Meij A., Gzella A., Thunis P., Cuvelier C., Bessagnet B., Vinuesa J.F., Menut L. The impact of MM5 and WRF meteorology over complex terrain on CHIMERE model calculations // Atmos. Chem. Phys. Discuss. 2009. V. 9. P. 2319-2380.
10. Vivanco M.G., Palomino I., Martin F., Palacios M., Jorba O., Jimenez P., Baldasano J.M., Azula O. An evaluation of the performance of the CHIMERE model over Spain using meteorology from MM5 and WRF models // Computation Science and Its Application. ICCSA. 2009. Berlin: Springer, 2009. P. 107-117.
11. Neary L., Kaminski Jacek W., Lupu A., McConnell J.C. Developments and results from a Global Multiscale Air Quality Model (GEM-AQ) // Air Pollution modeling and its application. 2007. V. XVII. P. 403-410.
12. Grell G.A., Pecjham S.E., Schmitz R., McKeen S.A., Frost G., Skamarock W.C., Eder B. Fully coupled online chemistry model within the WRF model // Atmos. Environ. 2005. V. 39. P. 6957-6975.
13. Мониторинг качества атмосферного воздуха для оценки воздействия на здоровье человека // Региональные публикации ВОЗ. Европей-ское региональное бюро. Копенгаген. Европейская серия, № 85. (URL: http://www.euro.who.int/air/publications/).
14. Konovalov I.B., Beekmann M., Vautard R., Burrows J.P., Richter A., Nu? H., Elansky N. Comparison and evaluation of modelled and GOME measurement derived tropospheric NO2 columns over Western and Eastern Europe // Atmos. Chem. Phys. 2005. V. 5. P. 169-190.
15. Horowitz L.W., Walters S., Mauzerall D.L., Emmons L.K., Rasch P.J., Granier C., Tie X., Lamarque J.-F., SchultzM.G., Tyndall G.S., Or-lando J.J., Brasseur G.P. A global simulation of tropospheric ozone and related tracers: Description and evaluation of MOZART, version 2 // J. Geophys. Res. D. V. 108. N 24. 4784, doi:10.1029/2002JD002853, 24 December 2003.
16. Lee P., Kang D., McQueen J., Tsidulko M., Hart M., DiMego G., Seaman N., Davidson P. Impact of domain size on modelled ozone forecast for the Northeastern United States // J. Appl. Meteorol. and Clim. 2008. V. 47. P. 443-461.
17. Myrto V., Menut L. Does an Increase in air quality models' resolution bring surface ozone concentrations closer to reality? // J. Atmos. and Oc. Technol. 2008. V. 25. P. 1955-1968.
18. Scamarock W.C., Klemp J.B., Dudhia J., Gill D.O., Barker D.M., Duda M.G., Huang X.-Y., Wang W., Powers J.G. A description of the Advances Research WRF Version 3. 2008. NCAR Technical Note. 113 p.
19. Рекомендации ВОЗ по качеству воздуха, касающиеся твердых частиц, озона, двуокиси азота и двуокиси серы. Глобальные обновленные данные. 2005 год. Женева: Всемирная организация здравоохранения, 2006. (URL: http://www.euro.who.int/air/publications/).
20. Кротов Ю.А. К установлению гигиенических критериев качества атмосферного воздуха и его влияния на другие природные среды // Про-блемы физики пограничного слоя атмосферы и загрязнения воздуха / Под ред. С.С. Чичерина. СПб.: Гидрометеоиздат, 2002. С. 303-309.
21. Демин В.И., Звягинцев А.М., Кузнецова И.Н. О действующих в Российской Федерации нормативах по содержанию озона в атмосферном воздухе // Экология человека. 2009. № 1. С. 4-8.
22. Van Loon M., Vautard R., Schaap M., Bergstrom R., Bessagnet B., Brandt J., Builtjes P.J.H., Christensen J.H., Cuvelier C., Graff A., Jonson J.E., Kroli M., Langner J., Roberts P., Rouil L., Stern R., Tarrason L., Thunis P., Vignati E., White L., Wind P. Evaluation of long-term ozone simula-tions from seven regional air quality models and their ensemble // Atmos. Environ. 2007. V. 41. P. 2083-2097.
23. Honore C., Rouїl L., Vautard R. Predictability of European air quality: Assessment of 3 years of operational forecasts and analyses by the PREV'AIR system // J. Geophys. Res. D. 2008. V. 113. 04301, doi:10.1029/2007JD008761.
24. Цыро С.Г. Региональная модель формирования, трансформации и дальнего переноса атмосферного аэрозоля: Описание модели // Метеорол. и гидрол. 2008. № 2. С. 34-46.