改进CMAQ光化学建模系统中的颗粒干沉积方案
Qian Shu1, Benjamin Murphy1, Donna Schwede1
1The Center for Environmental Measurement and Modeling, U.S. Environmental Protection Agency, Research Triangle Park, NC 27711, USA.
Atmospheric environment (Oxford, England : 1994)
|February 27, 2025
概括
这项研究改进了社区多尺度空气质量 (CMAQ) 模型.
科学领域:
- 大气化学和物理大气化学和物理
- 环境建模环境建模
- 气溶科学 气溶科学
背景情况:
- 大气气溶的干沉积是空气质量模型中一个关键的沉积过程,但它的表现非常不确定.
- 标准的社区多级空气质量 (CMAQ) 模型的干沉积方案显示了对粒子大小和气象条件的强烈依赖.
- 现有计划缺乏详细考虑土地表面的特性,特别是植被覆盖面.
研究的目的:
- 研究和改进CMAQ模型中的颗粒干沉积方案.
- 将标准CMAQ方案与当代区域模型进行比较,并提出更新的方案.
- 用环境颗粒沉积速度测量和空气质量监测数据来评估更新的方案.
主要方法:
- 研究了CMAQ v5.2.1干沉积方案的参数化组件.
- 开发并将两个更新的干沉积方案与基本方案进行比较.
- 使用环境颗粒沉积速度 (Vd) 测量和清洁空气状态和趋势网络 (CASTNET) 数据评估更新的方案.
- 进行年度CMAQ模拟,并将预测的气溶度与监测网络观测结果进行比较.
主要成果:
- 更新后的方案减少了沉积速度对气溶模式宽度的依赖.
- 一个包含植被覆盖的计划显示出更好的表现,特别是在植被表面.
- 植被依赖的方案增加了微小颗粒的Vd (37%),并减少了较大的颗粒 (-66%).
- 这种改进的方案在CMAQ模拟中减少了PM10 (41%) 和PM2.5有机碳 (15%) 的分数偏差.
结论:
- 更新的干沉积方案,特别是植被依赖的模式,显著提高了模型的准确性.
- 改进后的方案更好地反映了不同地表类型的干沉积过程.
- 这种改进的方案已被整合到CMAQ模型 (v5.3+) 的最新公开版本中.
