項目名稱：蘭州市大氣污染及對策研究

主持單位：

中科院蘭州分院

甘肅省環(huán)保局

主持人：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 魏寶文 院士 研究員

田炳申 研究員

呂世華 研究員

聯(lián)系人： 衛(wèi)曉雪 王福來

聯(lián)系電話：8825939 8884812

項目起止時間：1999年11月至2001年12月

　　  為保證本項目順利實施，出色完成研究任務，達到預期目的，建議設立項目協(xié)調領導小組和專家領導小組。項目協(xié)調領導小組主要負責對實施過程中各個部門、專題及人員之間的配合和協(xié)調，理順實施過程中各部門和單位的關系，從行政上保證各子課題任務的完成和資料的提供；專家領導小組主要負責指導論證課題實施過程中主要技術路線、理論原則、創(chuàng)新方向及實用性等理論和技術問題，督促、檢查項目的實施進度，審查觀測實驗和理論研究結果。項目辦公室主要承擔協(xié)調領導小組與專家小組擬定事項的落實，對項目實施過程中出現(xiàn)的重大問題及時提交協(xié)調領導小組和專家小組決定。

協(xié)調領導小組 組 長：甘肅省副省長 郭 琨

副組長：甘肅省計委主任 王 軍

甘肅省科委主任 劉長纓

蘭州市副市長 宋乃嫻

成 員：甘肅省環(huán)保局局長 田炳申

甘肅省氣象局局長 謝金南

中科院蘭州分院黨組書記 何 易

專家小組 首 席：中科院院士 魏寶文 研究員

中科院院士 程國棟 研究員

成 員：甘肅省環(huán)保局局長 田炳申 研究員

中科院蘭州大氣所 董文杰 研究員

中科院蘭州地質所 王先彬 研究員

蘭州大學 陳長和 教 授

甘肅省環(huán)保局 王新中 高 工

甘肅省氣象局 鄧振鏞 高 工

蘭州市環(huán)保局 余雄厚 高 工

中科院高原大氣所 呂世華 研究員

中科院高原大氣所 王介民 研究員

項目辦公室由蘭州分院和甘肅省環(huán)保局聯(lián)合組成

研究目標：

在研制新一代高分辨率、高精度大氣污染環(huán)境動力學模式和大氣化學動力學模式的基礎上：

l、為蘭州州市大氣污染防治提供直觀、新穎、定量化優(yōu)化的方案評估和咨詢。

2、建立蘭州市空氣環(huán)境質量預測預報試驗系統(tǒng)，為污染防治方案評估提供工具。

研究內容

1、在分析歷史資料的基礎上，增加重點地區(qū)污染濃度監(jiān)測和微氣象條件觀測，掌握蘭州市目前污染源的強度和分布，進一步研究各污染源對市區(qū)污染的貢獻和自然條件對污染物傳輸、擴散的影響，為發(fā)展蘭州市大氣污染的高分辨率、高精度大氣環(huán)境動力學模式和大氣化學動力模式系統(tǒng)提供觀測分析資料。

2、建立明確針對蘭州市這一特殊地理環(huán)境和復雜下墊面條件下人類活動與環(huán)境相互作用的，包含有污染物物理輸送過程、陸面過程和化學轉化過程等的新一代高分辨率、高精度大氣污染環(huán)境動力學模式和大氣化學動力學模式系統(tǒng)，研究大氣污染的傳輸、轉化和沉降機制。

環(huán)境與發(fā)展是當今國際社會普遍關注的重大問題。保護生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展，已成為全世界緊迫而艱巨的任務。隨著人類日益增長的經(jīng)濟發(fā)展需求，不僅要求在能源技術和資源蘊藏量上能夠得到滿足，而且要滿足人類與大自然協(xié)調發(fā)展對環(huán)境的要求。經(jīng)濟——能源——環(huán)境已成為一個不可分割的整體。

當前，人類正面臨有史以來最嚴峻的環(huán)境危機，這種環(huán)境危機將對未來人類生存與發(fā)展產(chǎn)生深刻的影響。眾多環(huán)境災害、如硫酸煙霧、酸雨、光化學煙霧等都與大氣中的有害微量成份——總懸浮顆粒物、硫氧化物、氮氧化物、過氧化物和碳氫化合物等有關，如倫敦煙霧事件主要由大氣S0₂所至，而洛杉磯的光化學煙霧事件與碳氫化合物及NO_x的光化學反應直接相關。

蘭州市是全國大氣污染嚴重城市之一，特別是在冬季大氣污染相當嚴重，其污染類型赴典型的復雜地形城市的顆粒物和煤煙型污染，不僅直接影響和威脅當?shù)厝藗兊慕】瞪?，而且影響當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展。為保護蘭州的環(huán)境、加速蘭州現(xiàn)代化建設，科技界曾開展了一些蘭州大氣污染規(guī)律的研究并提出了一些治理對策，但由于大氣污染問題十分復雜，是科學問題與社會、經(jīng)濟發(fā)展緊密相聯(lián)的矛盾統(tǒng)一體。就科學問題本身而言，它既涉及到物理學、化學、生物學、地學等多種自然科學還涉及到人口、經(jīng)濟等多種社會科學，再加之蘭州特殊的地理環(huán)境和復雜的地形條件使得這一問題更為復雜。迄今為止，無論是解決這一問題的科學積累，還是認識深度和廣度還遠不夠。本研究的目的是就是要建立蘭州市環(huán)境空氣質量預報系統(tǒng)，提出最優(yōu)化的大氣污染綜合治理對策。為實現(xiàn)這一應用目標，我們擬以現(xiàn)有的中尺度模式為基礎，發(fā)展新一代、高精度、高分辨率大氣環(huán)境動力學模式及大氣化學動力學模式系統(tǒng)。

從本項目的研究內容來看，它不但是當前我國城市(特別是山區(qū)城市)大氣污染所亟待解決的問題，同時也將是下個世紀初大氣科學與環(huán)境科學的研究熱點問題。

近30年來，蘭州市的大氣污染問題一直受到省、市各級政府的高度重視和全市人民的強烈關注。省市環(huán)保界的科技工作者和管理工作者為此而付出了巨大的努力，取得了顯著成績。甘肅省及中國科學院對本研究非常關心，已下決心為解決蘭州市的大氣污染問題共同努力，這是我們提出和完成這項研究的基礎。

二、蘭州市大氣污染概況

1996年的監(jiān)測結果表明，蘭州市的二氧化硫的日均值全年均有出現(xiàn)超標的可能，最高的出現(xiàn)在一季度，超標率為45.8％，最高日均值超標倍數(shù)為4.4。氮氧化物全年均有出現(xiàn)超標的可能，一、四季度的日均濃度的超標率分別為65.0％和33.3％，最高日均值超標倍數(shù)為2.11?？倯腋∥⒘Ｈ昝總€季度的超標率均在80.0％以上，四季度最為嚴重，超標率為97.0％，幾乎天天超標。

蘭州市的大氣污染有明顯的年變化，圖1、圖2是蘭州市全城區(qū)S0₂和飄塵(PM₁₀)的年變化圖，S0₂和飄塵的高濃度值出現(xiàn)在11月至次年2月，即冬季污染嚴重。而飄塵高濃度在4-5月，可能與外來沙塵有關。

1991年至1992年東亞大氣監(jiān)測網(wǎng)獲取的TSP監(jiān)測資料表明，蘭州大氣中TSP含量居10個被監(jiān)測市之首，且懸浮微粒中的有害成份、鉛的含量也較高。

1998年全世界大氣污染最嚴重的十個城市中，中國獨占8個，其中蘭州位居第四。據(jù)1995年中國北方的37城市污染排名結果，蘭州的S0₂日均值為第19位，氮氧化物的年日均值為第3位，總懸浮微粒的年日均值為第4位，降塵年月均值為第11位。

三、蘭州市大氣污染源

蘭州市大氣污染主要由沙塵自然污染源和煤煙人為污染源兩類。其中工業(yè)源占總耗煤量的77.0％，各類生活污染源耗煤量占23.0％；交通車輛耗油總量為39.97萬噸，排放大量顆粒物、CO、NOx，S0₂等污染物。汽車排氣中有150種以上的化合物，其中對人體有危害的主要有CO、NOx、H_nC_m、Pb。

蘭州市地處青藏高原東北側，市區(qū)位于黃河河谷之中，海拔高度為1530m，市區(qū)周圍群山環(huán)抱，河谷盆地分東、西兩部分，中間是狹窄的連接地段。東部城關區(qū)為居民區(qū)和果樹蔬菜種植區(qū)。城關區(qū)內人口密度自東向西增加，果園和菜地分布在該區(qū)東北部，該區(qū)面積為60km²。它的南側山相對高度為300-600m，北側山相對高度為200--300m。位于盆地最西端的西固區(qū)為工業(yè)區(qū)，該區(qū)面積為31km²。工業(yè)區(qū)以石化、電力、煉鋁為主。該區(qū)周圍山高度為300-400m。

河谷盆地內氣流閉塞，蘭州市的年均風速為0.76m/s，主導風向為ENE和NE，其頻率分別為37.0％和31.2％，特別在冬季，大氣邊界層內靜風頻率高，各種工業(yè)、生活污染源排放的大量污染物不易擴散出去。在盆地中形成晝夜不消散的煙霧，煙霧層頂高度為500-800m，平均高度為600m。

蘭州市干旱少雨，年降水量為333mm,由于河西走廊平流來的沙塵影響，大氣污染物中總懸浮微粒(TSP)和大氣飄塵(PM₁₀)常年超標，TSP成份中有50％以上為壤土，這也就說明蘭州的TSP中自然貢獻及人類活動的二次揚尖貢獻率很大，它是蘭州市特定自然地理及氣象條件的綜合產(chǎn)物。

蘭州市屬山區(qū)河谷城市，其大氣污染形成原因具有河谷城市的一般特點，如圖8，當城市處于較穩(wěn)定天氣系統(tǒng)控制之下，一方面由于河谷地形的存在，在地形高度附近形成一逆溫層，不利于大氣污染物擴散；另一方面，大氣污染物吸收太陽輻射，使上層大氣加熱，增加了逆溫層的溫度梯度，不利于逆溫層消失；同時由于大氣污染物吸收太陽輻射，使到達地面的太陽輻射量減少，不利于熱力湍流的形成，抑制了混合層的發(fā)展，也不利于大氣污染物擴散。

1、研究目標：

在研制新一代高分辨率、高精度大氣污染環(huán)境動力學模式和大氣化學動力模式的基礎上：

①建立蘭州市環(huán)境空氣質量預測預報的研究系統(tǒng)。使該模式系統(tǒng)在現(xiàn)有污染物排放監(jiān)測和氣象部門可提供資料的基礎上，著眼于研究TSP、S0₂利NOx等幾種主要污染物的時空分布特征。主要以大氣總懸浮顆粒物(TSP)、二氧化硫和氮氧化物為主，按國家環(huán)?？偩诸C布的空氣質量分級標準對蘭州市各區(qū)的空氣質量作出24—48小時污染物分布模擬，為進一步的污染防治對策研究提供可靠工具。

②為蘭州市大氣污染綜合防治優(yōu)化方案、提供決策咨詢和評估系統(tǒng)。應用高精度、高分辨率環(huán)境動力學模式，提出現(xiàn)有各類污染源對市區(qū)空氣質量影響的定量評估，提出經(jīng)濟、合理的治理方案；對未來可能的各種能源結構調整方案，通過數(shù)值模擬評估相應的空氣質量作為決策依據(jù)：例如，利用清潔能源(天然氣)代替燃煤可以多大程度地改善城市空氣質量，可以利用模式得到其經(jīng)濟效益的具體參數(shù)，衡量投入產(chǎn)出比，作為政府決策的依據(jù)。用環(huán)境動力學模式進行市區(qū)及周邊地區(qū)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、綠化、建筑對環(huán)境質量的敏感性試驗，提出相應的改善大氣環(huán)境質量的有效措施，作為參考。這是本研究的主要目標。

2、研究內容：

(1)以歷史資分析為主，輔以在重點地區(qū)污染濃度和微氣象條件的監(jiān)測和觀測，進一步分析各污染源對市區(qū)污染的貢獻和自然條件對污染物傳輸、擴散的影響，為發(fā)展適合研究蘭州市大氣污染的高分辨率、高精度大氣污染環(huán)境動力學模式和大氣化學動力學模式系統(tǒng)提供觀測分析事實。

(2)建立明確針對蘭州這一特殊地理環(huán)境和復雜下墊面條件下包含有陸面過程、化學轉化過程的新一代高分辨率、高精度大氣污染環(huán)境動力學模式，研究大氣污染的傳輸、轉化和沉降過程。

(3)在模擬試驗的基礎上，建立蘭州市空氣環(huán)境質量預測研究的客觀有效方法，為蘭州市市大氣污染綜合防治對策及優(yōu)化方案提供論證和評估。通過敏感性試驗，確立一種治理措施在環(huán)境質量改善幅度當量下的經(jīng)濟效益，從而提供直觀、定量的對策效果描述。

1、蘭州市大氣污染的監(jiān)測和數(shù)據(jù)庫

主持單位:甘肅省環(huán)保局 負責人：候喜福，祁國偉

蘭州大氣所 負責人：

1．1蘭州市大氣污染排放源調查

主持單位：蘭州市環(huán)境監(jiān)測站 負責人：候喜福

調查內容：蘭州市大氣污染源排放強度情況

提交內容：1999年10月一2001年4月蘭州市四城區(qū)的工業(yè)、流動和生活污染源強度及分布情況，包括固定污染源的位置和污染物(TSP、S0₂、NOx)排放量分類資料、流動污染源排放量、兩個冬季采暖期的生活污染源的污染物排放量、以及相應的報告。排放源資料力求詳細、準確，可以代表蘭州市90％以上的污染物來源。

要求提供：原有蘭州市污染源排放情況調查數(shù)據(jù)和試驗期間的調查數(shù)據(jù)。保證資料的連續(xù)性。

研究經(jīng)費：25萬(監(jiān)測調查費20萬，資料整理2萬，其它3萬)

預期進度：2001年5月完成，逐月提供資料

1．2蘭州市大氣污染物監(jiān)測

主持單位：蘭州市環(huán)境監(jiān)測站 負責人：候喜福

監(jiān)測內容：TSP、S0₂、NOx

提交內容：(1)1999年10月一2001年4月本項目新增3個污染物監(jiān)測站的污染物濃度(或含量)的觀測結果、甘省及蘭州市環(huán)境監(jiān)測站過去歷年來的5個監(jiān)測站污染物濃度監(jiān)測資料，及污染物時空分布的分析報告。

(2)提供每次采樣的部分樣品用于分析大氣污染物的化學組份。

要求提供：歷年及觀測期間的所有污染物濃度監(jiān)測資料，保證資料的連續(xù)性。

研究經(jīng)費：20萬(儀器費0.8×5=4萬，觀測及人工費9萬、研究分析和資料整理費2萬，其它5萬)

預期進度：2001年5月完成，逐月提供資料

1．3大氣污染物化學組份及顆粒物來源分析

主持單位：甘肅省環(huán)保局環(huán)保所 負責人：魏群

分析內容：分析顆粒物的化學組份，研究分析大氣污染顆粒物的來源、比例，確定污染源的貢獻，注重區(qū)分自然源、工業(yè)源(包括化工、鋼鐵、石油等)、汽車尾氣、生活源(包括取暖鍋爐)、城建、環(huán)衛(wèi)污染源的貢獻。

要求提供：污染物化學組份分析數(shù)據(jù)和報告，保證資料的可靠性。

要求對蘭州市的城關、七里河、西固、安寧分區(qū)、四季采樣分析，資料只有可靠的代表性。提供蘭州市顆粒物來源的分析報告，給出城區(qū)(城關、七里河、西固、安寧)的顆粒物分布(濃度)水平及主要來源的結論性意見。

研究經(jīng)費：20萬

預期進度：2001年5月全部完成，試驗每進行—個月提供前月的分析結果。

1.4微氣象觀測

主持單位：蘭州高原大氣物理研究所 負責人：

研究內容:(1)如果經(jīng)費到位，1999年建成市區(qū)地面微氣象觀測網(wǎng)并開始運行，測站總數(shù)為10個(分布見附圖，并請省氣象局觀測站、皋蘭、榆中和中川民航氣象臺配合，提供地面和高空氣象觀測資料)。其中6個站左右觀測地面風向、風速(啟動風速為0.6m/s以下)、氣溫，觀測記錄每小時一次。在盤旋路附近進行近地層風、溫度梯度觀測、系留氣球(至500-800米高度)風。觀測記錄每小時一次。

(2)選擇其中的兩個站(七里河、西固)增加大氣無線電探空,觀測時間選在大氣轉型時期或具有代表意義的天氣型期內。選污染嚴重期增加3個左右的大氣無線電探空。

要求提供：所有觀測時段的地面、高空探測資料。保證資料的連續(xù)性，供模式同化資料使用。

研究經(jīng)費：55萬(自動氣象站設備及維護費4萬X6＝24萬、觀測埸地及人工費5萬、機動系留氣球等觀測2.5萬、地面觀測費7萬，探空觀測9萬，業(yè)務費7.5萬）

預期進度：人工觀測2001年4月前結束，自動氣象站2001年9月結束

1.5資料信息庫

主持單位：省環(huán)保局信息中心 負責人：祁國偉

研究內容：按項目設計書的要求建立ASCII碼的蘭州市大氣污染資料信息庫，以便用戶可以根據(jù)自己的需求讀取所需資料，可在微機系統(tǒng)使用。

要求提供：所有規(guī)范化的污染物、微氣象條件觀測資料數(shù)據(jù)庫。

研究經(jīng)費：14萬

預期進度：觀測資料獲得后—個月內補充進資料庫，并供各參加單位使用。

2、大氣污染化學作用過程及動力模式研究

主持單位：蘭州地質研究所 負責人：張平中

研究內容：大氣污染物的運動過程中存在各種物質之間的相互作用和反應轉化過程、光解轉化過程等，這里注重考慮含硫、含氮、含碳等無機物及部分有機物的光解過程，以及它們之間的相互作川轉化過程，建立大氣污染化學動力學模式。

要求提供：(1)蘭州市污染物成分之間的化學作用過程，給出化學反應方程式。

(2)提供針對蘭州各種污染物分布的化學動力數(shù)值模預報原有污染物和新生污染物的濃度變化，只有單獨運行的能力。

研究經(jīng)費：20萬(模式研制、調試計算及材料費16萬、業(yè)務費4萬)

預期進度：2001年6月完成

3、大氣污染環(huán)境動力學研究

主持單位：蘭州大氣所 負責人：彭新東

3.1大氣中尺度動力框架和數(shù)值模式

主持單位：蘭州高原大氣物理研究所 負責人：呂世華

研究內容：針對蘭州市地形和下墊而類型的復雜性及城市大氣污染的局地性等特點，建立一套具有地形追隨坐標的非靜力原始方程動力學框架；并以此動力框架為基礎，建立蘭州地區(qū)的大氣中尺度動力學模式系統(tǒng)。模式設計在UNIX系統(tǒng)上運行，采用高精度的物理量平流計算方案，使模式具有較高的性能，并具有較強的實際業(yè)務預報能力和較強的實用性。為使模式只有較高的可靠性，選用已經(jīng)被廣泛應用、且有較好模擬能力的RAMS模式進行改造。利用嵌套網(wǎng)格技術，使最小網(wǎng)格模式分辨率在5km左右，近地層的垂直分辨率最高15m，以保證高質量、高分辨的大氣運動過程的預報描述。模式采用Z^*地形追隨坐標，有利于觀測資料的(同化)嵌入利模式結果與觀測值的對比。首先利用歷史資料(網(wǎng)格點客觀分析資料和探空資料）檢驗模式的運行和模擬能力。在數(shù)值試驗的基礎上，確定大氣動力模式的分層，并固定下來，形成蘭州市特定區(qū)域的大氣動力描述系統(tǒng)。

要求提供：可以在UNIX系統(tǒng)卜運行的大氣動力學模式運行模塊

研究經(jīng)費：20萬(軟件購置費8萬、模式改造4萬、調試運行費4萬、材料2萬、業(yè)務費2萬)

預期進度：2000年12月完成

3.2 大氣物理過程及陸面過程參數(shù)化

主持單位：蘭州高原大氣物理研究所 負責人：張 強

研究內容：詳細刻劃大氣邊界層內的物理過程(如對流利湍流輸送、能量收支、物理量的垂直混合等)、水汽循環(huán)過程、 輻射輸過程、地氣相互作用過程、人類活動及生態(tài)過程對大氣運動作用的參數(shù)化等。在蘭州市微氣象觀測結果的基礎上驗證和修改物理過程的參數(shù)化方案和參數(shù)，確定適合蘭州這一特殊地區(qū)的物理過程參數(shù)化描述。這部分中牽涉到的內容較多、過程復雜，而且針對性強，必須根據(jù)蘭州市的地形、地表狀況、植被類型及其分布客觀確定參數(shù)。這里注重考慮的是大氣邊界層物理過程的描述，因為這是與大氣污染物擴散過程關系最直接、最密切的部分，在模式中抓住湍流對風、溫、濕垂直分布作用，及地表感熱利潛熱的通量計算，為大氣動力模式捉供較為細致的邊界層物理過程和結構。利用現(xiàn)有研究成果，對蘭州地區(qū)的地表物理特性及其相關的過程、人類活動影響等進行針對性優(yōu)化，使模式能夠在這一特定地理環(huán)境下對邊界層、特別是近地層的大氣物理特性和變化有較好的預報效果。

要求提供：UNIX系統(tǒng)下的上述模式系統(tǒng)

研究經(jīng)費：12萬(模式開發(fā)調試費6萬、材料費3萬、業(yè)務費：3萬)

預期進度：2001年6月完成

3.3蘭州市大氣氣溶膠輻射特性研究

主持單位：蘭州高原大氣物理研究所 負責人：沈志寶

研究內容：蘭州市大氣氣溶膠的季節(jié)特征和特性；氣溶膠對長、短波輻射傳輸?shù)挠绊?；冬季穩(wěn)定邊界層與氣溶膠輻射特性的相互作用；不同氣溶膠對輻射傳輸影響的理論模型建立及數(shù)值模式計算。

要求提供：蘭州市不同季節(jié)大氣氣溶膠的輻射特性及其對邊界層

結構的影響；氣溶膠輻射傳輸?shù)睦碚撃Ｊ郊坝嬎憬Y果分析。

研究經(jīng)費：10萬(研究費5萬，材料及資料3萬、接口實施2萬)

預期進度：2001年6月完成

3.4大氣污染物擴散數(shù)值模式

主持單位：蘭州高原大氣物理研究所 負責人：彭新東

研究內容：在大氣動力學模式和物理過程參數(shù)化的基礎上，建立污染物的物理擴散過程模式系統(tǒng)，采用Euler-Lagrange混合方案，求解大氣污染源擴散方程計算污染物的平流、湍流擴散。采用混合求解方案的主要原因是考慮了污染物從污染源排放以后的運動幾何特性決定的。當污染物排放出來以后，由于其運動距離較短，湍流擴散相對較小，污染物煙團的直徑較小，在常規(guī)的歐拉運動系內很難精確描述其運動，所以這段時間主要采川拉格朗日運動系描述；當污染物經(jīng)過一段時間運動之后，湍流擴散已經(jīng)達到模式網(wǎng)格可分辨的空間尺度，此時則改用歐拉系計算。由于蘭州市冬季靜風情況較多，污染物的湍流擴散過程將是更為重要的物理過程。

要求提供：蘭州市大氣污染物平流、擴散模擬預測系統(tǒng)，

研究經(jīng)費：20萬(氣象資料費3萬、模式研制5萬、運行費2萬、

計算及材料6萬、業(yè)務費4萬

預期進度：2001年6月完成

3.5蘭州市大氣環(huán)境容量研究

主持單位：蘭州大氣所 主持人：董文杰

研究內容：利用開發(fā)的大氣動力學模式，研究在不同的大氣污染水平條件下，蘭州城區(qū)的污染物容量，供管理部門掌握各類污染物的最大排放限度，制定污染物排放限制標準。

要求提供：蘭州市城區(qū)大氣環(huán)境總容量

研究經(jīng)費：9萬

預期進度：2001年8月完成

4、空氣環(huán)境質量預測試驗

4.1空氣質量數(shù)值模擬研究

主持單位：省氣象局 負責人：張華

研究內容：以中尺度大氣動力學模式、高分辨邊界層模式、輻射傳輸模式、大氣擴散模式、大氣化學過程模式為基礎，有機地合并為一個空氣質量數(shù)值模擬系統(tǒng)，利用實測大氣污染物分布和大氣數(shù)值預報產(chǎn)品作初值和邊界條件，進行大氣環(huán)境質量的數(shù)值模擬。大氣環(huán)境動力學模式的使用是建立在較大范圍數(shù)值大氣預報(如中國氣象局氣象中心的T106模式)基礎上的，首先必須有可靠的大范圍天氣數(shù)值預報網(wǎng)格點資料作為保障，其次要求天氣預報網(wǎng)格點資料盡量準確，以保證用于大氣污染預報的大氣動力模式的精度。通過敏感性試驗確定影響蘭州市污染物分布的物理因子。

要求提交：UNlX操作系統(tǒng)下的空氣質量數(shù)值模式系統(tǒng)；對2和 3中研制的模式系統(tǒng)進行組裝，達到整體運行的目的。

研究經(jīng)費：10萬(業(yè)務費3萬、模式運行費3萬、資料費2萬、其它2萬)

預期進度：2001年12月完成

4.2預報產(chǎn)品的可視化技術

．主持單位：蘭州高原大氣物理研究所 負責人：彭新東

研究內容：數(shù)字化的數(shù)值預報產(chǎn)品不易被普通市民理解，而可視化一圖形化的預報產(chǎn)品則具有直觀的特點，更易于接受。這一子專題采用形象五維(即立體動畫效果)顯示、NCARG圖形軟件系統(tǒng)和GRADS數(shù)據(jù)分析顯示系統(tǒng)，實現(xiàn)頂報結果的可視化直觀表示，同時滿足不同使用者的要求。

要求提供：模式預報結果可視化處理系統(tǒng)

研究經(jīng)費：8萬(軟件開發(fā)3萬、計算及材料費2萬、業(yè)務費3萬)

預期進度：200l年12月完成

4.3大氣環(huán)境質量中長期預測

主持單位：蘭州大學 負責人：王式功

研究內容：開發(fā)經(jīng)驗、半經(jīng)驗的大氣污染預測方法，統(tǒng)計與動力模式結合的方法等，使之可應用于10—15天、或一個月之內的預報。

要求提供：蘭州市大氣污染預測的中長期方法，可提供10—15天左右的預報。

研究經(jīng)費：8萬

預期進度：2001年6月完成

5、大氣污染治理對策評估

主持單位： 蘭州分院、環(huán)保局

負責人：魏寶文、田炳申、呂世華

參加單位：城建、大型企業(yè)、及政府主管部門

研究內容：首先應用高分辨大氣環(huán)境動力學模式進行敏感性試驗,檢驗減輕蘭州市大氣污染的關鍵因子，包括污染源的限制、局地氣象條件的改變、地形及地表狀況的改變等。這些試驗不僅可以檢驗現(xiàn)有治理方案的有效性，同時為提供新的綜合治理方案尋求依據(jù)。然后，根據(jù)這些單項敏感性試驗的結果，提出新的可能的綜合治理方案。利用不同的敏感性試驗的單項結果進行組合，得出幾種綜合治理方案。這結方案將回到模式進行檢驗，得出其相應的治理效果，作為蘭州市大氣污染治理的參考方案。我們也可以利用新一代環(huán)境動力學模式對一些新方案進行試驗，比如：對城市規(guī)劃做一點改進----市區(qū)不同區(qū)域的建筑物采用不同的顏色(為方便起見稱之為“增色工程”)，以此改變地表反照率并進一步改變下墊面熱力狀況，加劇下墊面熱力非均勻性，刺激局地熱力環(huán)流的形成，并且通過模擬研究，確立有利于這一熱力環(huán)流與蘭州山谷風、城市熱島效應及盛行風場之間正反饋的“增色工程”方案，使得熱力驅動下的動力擾動進—步發(fā)展，增加大氣對污染物的擴散能力。再如設法增加市區(qū)內的濕度(可以簡稱為“增濕工程”)，在鍋爐濕法除塵的同時加大水汽的排放量；水汽的凝結可產(chǎn)生大量的潛熱，使逆溫層削弱從而增強熱力不穩(wěn)定的發(fā)展，從而也有利于大氣污染物的擴散。當然還可以提出一些方案，但這只是定性的科學想象，要驗證這些想象方案的可行性和效果如何，必須用新一代高精度、高分辨率環(huán)境動力學模式系統(tǒng)來驗證。應該指出，這一專題的主要任務將是從試驗角度檢驗某一治理方案的治理效果，并非包攬制定最佳的大氣環(huán)境治理方案。事實上，只要我們對要付諸實施的治理方案的有效性進行實驗論證，就可以避免大量人力物力的浪費，達到節(jié)約的目的。

要求提供：某個（些）治理方案的效果評價、提出新的治理方案

研究經(jīng)費：35萬(數(shù)值試驗設計及運行費15萬、理論及可行性論證4萬、業(yè)務費3萬、材料費3萬，調查費、交流費及人工費10萬)

預期進度：2001年12月完成

項目辦公費用4萬

說明：各專題的實際撥款額為上列研究經(jīng)費的94％，抽取5％作為不可預測費，1％作為項目鑒定等總支出預留。

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項目結構圖

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