长三角生态绿色一体化发展示范区环境空气质量预报技术规范（征求意见稿）

B××/****—2020DB××DB××上海市ⅹⅹⅹⅹⅹ、上海市ⅹⅹⅹⅹⅹⅹⅹ江苏省ⅹⅹⅹⅹⅹ、江苏省ⅹⅹⅹⅹⅹⅹⅹ浙江省ⅹⅹⅹⅹⅹ、浙江省ⅹⅹⅹⅹⅹⅹⅹ上海市、江苏省、浙江省人民政府、安徽省市场监督管理局（厅）2020-**-**实施2020-**-**发布长三角生态绿色一体化发展示范区环境空气质量预报技术规范TechnicalGuidelineforAmbientAirQualityForecasting（征求意见上海市ⅹⅹⅹⅹⅹ、上海市ⅹⅹⅹⅹⅹⅹⅹ江苏省ⅹⅹⅹⅹⅹ、江苏省ⅹⅹⅹⅹⅹⅹⅹ浙江省ⅹⅹⅹⅹⅹ、浙江省ⅹⅹⅹⅹⅹⅹⅹ上海市、江苏省、浙江省人民政府、安徽省市场监督管理局（厅）2020-**-**实施2020-**-**发布长三角生态绿色一体化发展示范区环境空气质量预报技术规范TechnicalGuidelineforAmbientAirQualityForecasting（征求意见稿）DB31/-****—2020DB32/****—2020、DB33/****—2020DB33/****—2020长江三角洲区域统一标准ICS:13.040.40Z60联合发布联合发布目次TOC\o"1-1"\h\z\u前言 环境空气质量预报技术规范1适用范围本规范规定了长三角生态绿色一体化发展示范区（以下简称“示范区”）环境空气质量预报的内容、方法、步骤、发布及评估等内容。本规范适用于示范区及辖区内上海市青浦区、江苏省苏州市吴江区和浙江省嘉兴市嘉善县（以下简称“两区一县”）的环境空气质量预报工作，用于规范示范区环境空气质量预报业务工作。长三角内地级及以上城市或类似区块可参考执行。2规范性引用文件下列文件对本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB3095-2012 环境空气质量标准及修改单HJ633-2012环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行）HJ663-2013环境空气质量评价技术规范（试行）HJ1130-2020环境空气质量数值预报技术规范3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1空气质量指数（AQI）airqualityindex定量描述空气质量状况的无量纲指数。3.2空气质量分指数（IAQI）individualairqualityindex单项污染物的空气质量指数。3.3首要污染物primarypollutant空气质量指数大于50时，空气质量分指数最大的空气污染物。3.4环境空气质量预报ambientairqualityforecasting利用各种技术手段和方法，对大气中的主要污染物的浓度及时空变化进行预报。3.5环境空气质量统计预报statisticalforecastingforambientairquality利用统计方法对历史上的大气污染物浓度数据和同期气象资料进行数学分析，建立具有一定可信度的统计关系或数学模型，利用该关系对未来大气污染物浓度进行预报。3.6环境空气质量数值预报numericalforecastingforambientairquality利用环境空气质量数值预报模式，对大气中的主要污染物浓度及时空变化进行形势预报，预测环境空气质量状况和潜在污染过程。4预报范围、时效与内容4.1预报范围预报范围为示范区，包括上海市青浦区、江苏省苏州市吴江区和浙江省嘉兴市嘉善县。4.2预报时效预报时效为168小时。4.3预报内容预报内容包括示范区和两区一县PM2.5和O3的日IAQI范围，AQI范围，空气质量级别范围和首要污染物，以及空气质量变化趋势的文字描述及潜在污染过程提示。5预报方法5.1数值预报5.1.1基本要求5.1.1.1空间尺度范围：示范区空气质量数值预报模式应客观反映示范区区域尺度范围内及其周边范围的环境空气质量状况和变化规律。示范区区域尺度需覆盖上海市、苏州市和嘉兴市行政边界内区域，周边范围需覆盖江浙沪两省一市行政区全境。5.1.1.2空间分辨率：示范区数值预报模式水平分辨率不低于3公里×3公里；模式计算区域的垂直层数不少于10层，其中边界层内垂直层数不少于5层；模式污染源清单空间分辨率与数值预报模式计算区域的空间分辨率一致。5.1.1.3预报时长：示范区数值预报模式计算的预报时长不少于7天。5.1.1.4预报输出时间间隔：示范区数值预报模式模拟输出的时间间隔在1小时以内。5.1.2常用模式目前推荐使用的数值预模式有：NAQPMS（NestedAirQualityPredictionModelingSystem）、CMAQ（CommunityMultiscaleAirQualityModel）、CAMx（ComprehensiveAirQualityModelwithExtensions）和WRFChem（WeatherResearchandForecastingmodelcoupledwithChemistry）。5.1.3多模式集合预报利用算术平均、多模式权重平均、加权集成、多源线性回归等方法对多个模式的预报结果进行优化，获得最有确定性且准确率较高的预报结果。5.2统计预报5.2.1多元回归方法5.2.1.1建立多元回归方法应至少具备1年的空气质量监测数据、气象观测数据和非气象观测条件。空气质量观测数据指SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO和O3等大气污染物浓度监测结果，气象条件指风速、风向、温度、相对湿度、压力和降水等气象参数，非气象条件指季节、工作日和周末、节假日等参数。5.2.1.2通过对空气质量和气象条件历史观测数据的统计分析，明确对大气污染物浓度变化影响显著的气象和非气象关键参数。5.2.1.3挑选最佳关键参数组合建立最优多元回归预报方程，方程中的关键参数不易过多。5.2.1.4至少每年一次利用最新监测数据对预报方程进行修正，并通过总结各季节出现高浓度和低浓度的天气形势对预报方程输出的结果进行修正，以提高预报准确率。5.2.2天气形势分类法5.2.2.1通过统计不少于三年历史资料中各天气形势下不同污染物平均浓度，确定高浓度天气形势和低浓度天气形势，将天气形势依次分为若干种类型。5.2.2.2统计各天气形势下污染物浓度的比值，该比值作为不同天气形势之间转变时污染物浓度的转换系数。5.2.2.3不同污染物的天气形势分类可能不同。5.3人工智能预报人工智能是指计算机学习使用人类的思维方式来处理问题。人工智能预报是基于空气质量数值模式预报结果、气象模式预报结果和观测污染物浓度等数据，利用人工智能方法如神经网络、决策树等，对不同污染物的浓度模拟值进行优化订正，得到更为精准的预报值。6预报步骤6.1预报回顾分析6.1.1统计分析示范区内各监测站点的污染物浓度实况，作为预报的初始浓度场。6.1.2分析过去5~7天示范区和两区一县污染物浓度、AQI指数、首要污染物以及气象条件等变化情况和污染成因。6.1.3关注示范区周边城市和地区污染源对区内空气质量的传输影响。6.1.4回顾过去5~7天的预报情况，包括气象、污染、数值模式等预报效果和偏差。6.2气象条件预判6.2.1分析示范区主要气象因子的监测和预报资料，预判示范区和两区一县未来大气环境扩散条件。6.2.2利用天气图和数值天气预报图，分析示范区和两区一县的地面天气形势和地面风场、850hPa风场和温度场、700hPa垂直速度场、500hPa高空环流形势等。6.2.3关注降水、台风、沙尘过程等对空气质量有影响的天气过程和事件。6.3模式预报结果分析6.3.1将数值模型预报结果、统计模型预报结果和人工智能预报结果作为示范区和两区一县空气质量预报的参考。6.3.2以数值模型和人工智能预报结果为主，统计模型预报结果为辅。6.3.3分析数值模型预报输出的未来污染物浓度空间分布、污染区域范围及污染气团移动规律、空气质量等级与首要污染物等结果。6.4预报会商6.4.1预报员在多模式集合预报的基础上，结合空气质量实况分析和大气环境扩散条件预判，考虑上风向区域空气质量实况，对未来污染物变化趋势、空气质量指数范围和首要污染物做出合理的判断和必要的订正。6.4.2开展预报团队内部会商，重点关注示范区内空气质量变化趋势及潜在的污染风险。6.4.3开展跨部门的外部会商，包括与气象部门的会商、与示范区外监测预报部门的会商等。与气象部门的会商重点关注天气形势与气象要素的变化趋势。与示范区外监测预报部门的会商重点关注潜在的污染传输风险。6.5形成预报结论在预报会商的基础上，形成示范区和两区一县最终的空气质量预报结果，为预报发布做好准备。7预报发布7.1发布内容未来168小时内空气质量级别范围和首要污染物，建议政府、公众采取的防范措施等。7.2发布渠道相关生态环境部门官方网站、手机、电视、广播等，力求简单易懂、形式多样、贴近民众，便于公众及时了解空气质量预报信息。7.3发布频率至少每日向社会发布预报信息一次，如遇污染事件或重污染季节可适当增加发布频次。8预报评估8.1评估内容8.1.1评估对象包括AQI、AQI级别和首要污染物。8.1.2评估类别包括AQI预报评估、单项污染物IAQI预报评估。8.1.3评估时效：对提前168小时内的预报结果分时效进行评估。8.1.4评估时段：根据需求可开展周、月、季、年的空气质量预报评估，也可开展不同空气质量等级的预报评估。8.1.5评估基准：基于环境空气质量自动监测点位评价的各项污染物浓度、IAQI和AQI。8.2评估方法8.2.1AQI范围预报准确率AQI范围预报准确率指评估时段内AQI实况在预报范围内的天数相比总天数的百分比。AQI范围预报准确率为：R其中，QUOTEnn为预报AQI范围准确的天数，QUOTENN为评估总天数。8.2.2AQI级别预报准确率AQI级别预报准确率指评估时段内实况AQI级别在预报AQI级别范围内的天数相比总天数的百分比。将预报AQI范围对应得到预报AQI级别或级别范围，若实况AQI级别在预报AQI级别范围内，则认为AQI级别预报准确，包括分级别预报准确率和级别预报准确率，计算公式如下：a）分级别预报准确率Gcity,iGcity,i=niNiQUOTEb）级别预报准确率GcityGcity其中，i表示AQI级别，分为一级（优）至六级（严重污染），级别总数k=6，ni表示级别预报准确天数，Ni为实况AQI级别为8.2.3首要污染物预报准确率首要污染物预报准确率是指评估时段内首要污染物预报准确的天数相比总天数的百分比，首要污染物预报准确的判定标准如下：a）实况AQI级别为一级时，无首要污染物，不参与首要污染物预报评估。b）实况AQI级别为二级及以上时，当任一预报首要污染物与任一实况首要污染物相同时，则为首要污染物预报准确。首要污染物预报准确率计算方法如下：P其中，n为预报首要污染物准确的天数，N为实况AQI级别为二级及以上的总天数。8.2.4单项污染物预报评估单项污染物预报评估是指针对单项污染物IAQI预报结果开展指数范围和等级预报评估，计算方法同8.2.1和8.2.2。 前言本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由上海市生态环境局、江苏省生态环境厅、浙江省生态环境厅联合提出，并组织实施。本文件由上海市生态环境局、江苏省环境管理标准化技术委员会、浙江省环境保护标准化技术委员会归口。本文件起草单位：上海市环境监测中心、江苏省环境监测中心和浙江省生态环境监测中心。本文件主要起草人：王茜、张懿华、肖宇、黄蕊珠、王晓浩、陈沁晨、胡鸣、秦玮、田旭东、王晓元、徐圣辰。

前言本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由上海市生态环境局、江苏省生态环境厅、浙江省生态环境厅联合提出，并组织实施。本文件由上海市生态环境局、江苏省环境管理标准化技术委员会、浙江省环境保护标准化技术委员会归口。本文件起草单位：上海市环境监测中心、江苏省环境监测中心和浙江省生态环境监测中心。本文件主要起草人：王茜、张懿华、肖宇、黄蕊珠、王晓浩、陈沁晨、胡鸣、秦玮、田旭东、王晓元