基于随机森林模型的南海大气CO_(2)柱浓度估算模型构建及其检验与应用

利用多源宽幅卫星的叶绿素a浓度、瞬时光和有效辐射、颗粒无机碳、颗粒有机碳、海面温度、风速、风向7个参数,基于随机森林模型建立了南海大气CO_(2)柱浓度估算模型,以2020年数据验证模型精度,偏差为0.27 ppm(1 ppm=10^(-6)),决定系数为0.59,均方根误差为1.00 ppm,整体精度较高。研究发现,南海大气CO_(2)柱浓度呈现明显的季节特征,表现为春季>夏季>冬季>秋季。造成南海大气CO_(2)柱浓度季节差异的主要影响因素呈随时间变化特征,风向是1月和4月的主要影响因素,风速和风向是影响7月最大的2个因素,海温成为10月最主要影响因素。基于宽幅多源遥感数据建立的方法,可实现对南海大气CO_(2)柱浓度的高频次、全覆盖监测。

定量遥感地表净辐射通量所需大气下行长波辐射估算模型改进

利用半湿润季风气候类型夏季近地层气象观测资料,对得到广泛应用的十种晴天大气下行辐射估算模型和两种昙天大气下行辐射估算模型进行检验。指出其中Iziomon(2003)晴天大气下行辐射估算模型是半湿润季风气候类型夏季较适用的估算模型。然而,在有云天空,Iziomon(2003)昙天估算模型误差比较大。本文依据实测资料,对Iziomon(2003)昙天大气下行辐射估算模型进行修正,修正后的模型估算值与实测值非常接近。由于应用常规气象站的大气温湿度来估算大气下行辐射仅代表近地层大气对其的贡献,不能反映整层大气的贡献,尤其在近地层与高空大气的水汽状况不一致时,上述模型将有较大的误差。为此本文结合Iziomon(2003)晴天模型中大气比辐射率的表达式,提出了运用红外辐射计以37°高度角对天空的观测值,来推算大气下行辐射的新方法。小汤山的试验数据表明,新模型的反演精度优于上述传统模型。

大气可降水量估算模型研究

利用SuomiNet网GPS大气可降水量数据和地面气象数据研究建立大气可降水量估算模型。利用研究区域GPS PWV和地面气象数据,研究了大气可降水量与地面水汽压间的相关性,并建立二者间的线性、二次多项式和幂函数回归模型,对比分析各模型的估算精度以确定最优估算模型,并检验了不同大气水汽含量下最优模型的估算精度。得出以下结论:1)GPS大气可降水量与地面水汽压变化趋势基本一致,存在着良好的相关关系(相关系数达到0.892)。2)基于地面水汽压的线性、二次多项式和幂函数模型估算大气可降水量均达到一定的估算精度(相对误差均小于19%),其中幂函数估算模型的R2最高,估算误差最小。3)基于地面水汽压的PWV估算模型具有地域性特征,基于研究区域数据所建立的模型更适合于研究区域,其PWV估算精度高于Cole模型、张学文模型和李超模型。4)所建估算模型在不同的大气水汽含量条件下估算精度不同,大汽水汽含量越高,估算结果的相对误差越小。

大气估算模型在我国环境污染损害司法鉴定中的应用

目的针对大气环境污染损害鉴定评估中的溯源技术难点,根据《环境损害鉴定评估推荐方法(第Ⅱ版)给出的环境损害因果关系适用判定方法,为环境管理、环境司法等提供技术支撑。方法以某氟材料制品公司火灾事故损害鉴定为例,研究提出了科学严谨的过火失重-环境预测-因果关系的鉴定评估技术方案,根据确定的失重源强,采用国家环境保护部发布的SCREEN3估算模型进行数值模拟。结果从模拟结果可见,在假定最大源强下,火灾产生的氟化物最大影响距离不超过500 m,该范围内没有受损果园,可以确定果木减产与公司火灾不存在明显的因果关系。结论表明应用SCREEN3大气估算模型可实现保守科学定量化的污染损害溯源,对大气环境污染损害鉴定评估领域的因果关系判定具有重要的指导意义。

基于深度LSTM神经网络的大气可降水量估算模型

基于深度长短期记忆(LSTM)神经网络,分别利用地面气象多要素(气温、气压、露点温度、相对湿度、水汽压、小时降水量)和单要素(水汽压)建立怀化地区GPS大气可降水量估算模型LSTM5和LSTM1,并对模型精度进行分析。结果表明,利用地面气象要素建立的2种大气可降水量深度LSTM模型有较好的估算精度,决定系数均大于0.94,均方根误差均值小于1.1581 mm,平均绝对误差均值小于0.7099 mm,平均绝对百分比误差均值小于4.54%,较基于水汽压的可降水量线性拟合或二次多项式拟合模型的估算精度提升了70%以上,且LSTM1模型精度略优于LSTM5模型;模型估算精度与大气可降水量条件相关,当可降水量较低或较高时,模型估算结果更为理想;同时模型估算精度与观测站海拔呈现正相关,观测站海拔越高LSTM模型精度越高。

大气估算模式AERSCREEN、SCREEN3气体扩散规律简析

SCREEN3作为HJ2.2-2008导则推荐的估算模式,在大气环境影响评价中广泛应用。新一代估算模式AERSCREEN耦合了AERMOD的相关内核(AERMOD、AERMAP、BPIPPRM),可快速计算污染源在最不利的气象条件下的浓度结果。通过不同污染源参数的案例设计,分析了估算模式AERSCREEN与SCREEN3在不同高度排气筒、不同温度烟气、排放区域城市及农村选项的废气扩散规律,结果显示:AERSCREEN估算模式最大落地浓度高于SCREEN3估算结果,低温、低温烟气差异更大。此外,低温、低源状况下,两模式均显示,城市区域更不利烟气扩散。AERSCREEN计算的结果最保守,能更好地反映最不利的气象条件及浓度结果。

大气估算模式AERSCREEN与SCREEN3对比研析

SCREEN3作为大气导则推荐的估算模式在大气环境影响评价中得到了广泛应用。新一代的估算模式AERSCREEN在气象数据处理、地形数据处理以及建筑物下洗等方面做了较多改进。通过不同预测情境下的案例比较,研究了这些参数对预测结果的影响,结果显示:AERSCREEN较SCREEN3得到的结果更为科学;建筑物下洗对污染物浓度影响很大,在AERSCREEN中尤为明显;AERSCREEN计算得到的大气环境防护距离比SCREEN3偏保守。

环境影响评价中不同大气估算模型对比分析研究

以某燃煤锅炉房项目为例,比较分析了新旧大气导则的大气估算模型AERSCREEN和SCREEN3对锅炉烟气中NO_2的估算结果差异及原因。AERSCREEN模型计算的最大落地浓度(C_(max))和占标率(P_(max))要大于SCREEN3模型计算结果,更贴近实际情况;AERSCREEN模型在不考虑地形时,其计算结果与SCREEN3模型相近。

关于AERScreen模型估算结果与地形之间规律的研究

以杭州三捷公司的大气AERScreen模型估算软件的AERScreen模型为基础,通过设置排气筒所在地的不同地形,得出最大浓度占标率P_(max)、D_(10%)最远距离与排气筒所在地的地形之间的规律。

估算模式AERSCREEN的参数敏感性研究

《环境影响评价技术导则大气环境》(HJ2.2-2018)推荐的估算模式AERSCREEN在气象和地形资料的处理以及建筑物下洗等多个方面做了改进。利用估算模式AERSCREEN,针对30 m左右高度的点源,进行了不同排放参数、不同气象条件下最大落地浓度的敏感性试验。结果表明:随着烟气出口流速的增大,地面浓度最大值逐渐减小;随着波文比的变化,地面浓度最大值没有明显的变化;随着地面粗糙度的增大,地面浓度最大值逐渐减小;随着烟气出口温度的增高,地面浓度最大值逐渐减小;当烟气温度为75℃,粗糙度达到1.3 m时,地面浓度达到最小;随着反照率的增大,地面浓度最大值逐渐减小;随着烟囱高度的增大,地面浓度最大值逐渐减小;在各种烟囱高度条件下,随着最高环境温度的增高,地面浓度最大值逐渐增大;而在各种环境温度条件下,随着烟囱高度的增高,地面浓度最大值在逐渐减小;模式中,随着最低环境温度的增高,地面浓度最大值没有变化;但随着最小风速的增大,模拟得到的地面浓度最大值会逐渐减小。

烟塔合一项目大气评价等级和评价范围估算的季节选择

《环境影响评价技术导则大气环境》(2008)中推荐了大气评价等级和大气评价范围的估算模型SCREEN3,SCREEN3模型可以用于点源、面源、线源及体源等污染源的大气评价等级和大气评价范围的估算,但不适用于烟塔合一项目。本文利用德国AUSTAL2000模型和2016年的四季气象观测资料,对216组气象条件下的下风向轴线的各污染物浓度进行计算,并选取不同季节各污染物的最大地面浓度占标率(Pi)和地面浓度达标准限值的10%时对应的最远距离D10%,估算不同季节的大气评价等级与评价范围。结果表明,对于烟塔合一项目,采用四季气象条件估算的大气评价等级基本均为二级;但对于大气评价范围,采用不同季节气象资料的估算结果存在一定差异,夏季最大,春、秋季次之,冬季最小。

微光夜视仪在不同大气环境下的最大作用距离的估算

通过建立微光夜视仪最大作用距离S的计算模型,以及大气衰减系数K的数据拟合,提出了计算S的实用公式。利用计算或实验室测量的夜视仪分辨率α,即可模拟出用于描述微光夜视仪在不同大气环境下的最大作用距离的三维图形。

地球周围大气层总质量的估算

物理估算题不失为是培养和考查学生运用物理知识(包括物理概念、定理和定律等)分析和解决实际问题的有效方法。但是必须指出,为保证方法的有效,"估算"时每一步应有严格的科学依据。本文在指出关于大气层总质量估算过程中存在某些科学性错误的基础上,建立一个理想化的大气分子模型,并利用波尔兹曼分布律,用比较合理和科学的方法,估算了大气层总质量。

耦合遥感及源示踪技术的我国大气氮排放、沉降及其来源解析研究

人类活动向大气中排放的含氮气体激增,引起了区域或全球尺度大气氮沉降的持续增加。但准确地评估大气氮沉降通量并定量化研究其来源解析是这些区域制定氮排放控制对策的主要难点。论文以我国为研究区域,针对大气氮沉降模型估算过程中最关键的驱动因子——排放清单准确性方面的不足,利用时空连续的遥感观测数据,构建清单反演模型来提高初始排放清单精度,从而更准确地估算区域大气氮沉降通量。论文主要研究内容如下。

AERSCREEN估算模式中地形参数对不同区域预测结果影响的研究

本文以某燃煤热电联产电厂为例,采用《环境影响评价技术导则 大气环境》(HJ2.2—2018)规定的大气环境影响评价等级的确定方法——估算模式AERSCREEN计算,根据污染物的最大地面浓度占标率等估算结果, 按评价工作分级判据进行分级并确定评价范围。采用平原及山区为例,分析估算模式AERSCREEN在不同地形下预测结果的不同。

AERSCREEN模型在大尺寸面源预测中的参数影响分析

AERSCREEN模型作为《环境影响评价技术导则大气环境》(HJ 2.2-2018)中推荐的估算模型在近年的环评工作中得到了广泛应用。通过某整车制造项目涂装车间面源案例,采用正交试验法,分析在大尺寸面源估算预测过程中,初始垂向扩散参数、土地利用类型、城市人口3个参数对预测结果的影响,并提出参数选择的建议,为实际的环评工作提供借鉴。

燃煤电厂大气污染环境损害成本估算

燃煤电厂运行的过程中,会对大其造成非常严重的污染,因此针对这种现象相关人员要不断加大对造成污染问题原因分析的重视度,找到能够解决这些原因的措施,建立科学、合理的预测模型,对燃煤电厂运行过程中造成的大气污染进行科学的计量,提高其相关项目决策的可靠性和准确性。本文就燃煤电厂大气污染环境损害成本估算问题进行研究,希望能够在一定程度上改善大气污染现象。

基于HJ-CCD影像数据的新疆喀纳斯自然保护区植被叶面积指数估算

以新疆喀纳斯自然保护区为研究区,评价了HJ-CCD影像数据估算植被叶面积指数(LAI)的能力及其对大气订正方法的敏感性.分别利用6S和FLAASH两种大气订正模型对HJ1B-CCD2影像进行大气订正,比较了大气订正前后不同植被(针叶林、阔叶林、针阔混交林和草地)反射率及5种植被指数(NDVI、SR、SAVI、MSR、ARVI)的变化,进而建立了4种植被类型LAI的遥感估算模型,分析了LAI的空间分布格局.结果表明:大气订正后可见光波段的反射率降低,6S模型订正后近红外波段的反射率上升,而FLAASH模型订正后近红外波段的反射率下降.大气订正后NDVI、SR、SAVI(除针叶林)和MSR上升,6S模型订正后所有植被类型的ARVI下降,FLAASH模型订正后针叶林和阔叶林的ARVI上升,而针阔混交林和草地的ARVI下降.大气订正提高了植被指数与LAI之间的相关性,对于针叶林、阔叶林、针阔混交林而言,利用6S模型订正后的反射率建立的模型优于FLAASH模型订正后的反射率建立的模型,而草地却相反.经过大气订正,HJ-CCD影像数据可应用于研究区植被LAI的估算.研究区LAI的高值集中在湖泊和河流附近,低值分布在海拔较高处.山地森林草原带、亚高山森林带、高山灌丛草甸带、高山冻原、高山冰川带植被LAI的平均值分别为2.6、3.9、2.5、1.7和1.0.

复杂地形大气污染扩散模式选用研究

在大气环境影响评价中，大气扩散和大气湍流受地形因素的影响较大。在以往的大气环境影响评价中，往往只利用现有的理论模型把实际的情况理想化，公式化导致预测的结果和实际情况有较大偏差。地形越简单，偏差越小；地形越复杂，偏差越大。针对以上情况，从相关的模型入手，主要探讨复杂地形条件下，污染物在大气中的扩散，从而研究复杂地形因素在大气环境影响评价等级判定中的应用。通过分析扩散模型的原理及参数、大气稳定度、扩散参数、复杂地形的处理和建筑物下洗等，得出2008版大气技术导则在原理和技术上，比1993版的大气技术导则的先进性、优越性及在今后环境影响评价工作中应注意的细节。本研究的成果对大气环境影响评价工作将起到极大的促进作用。

大气环境损害确认方法研究——以某非法熔炼废弃线路板案件为例

目的以某非法熔炼废弃线路板案件为研究对象,在缺乏现场和历史性监测数据的条件下,对其造成大气环境损害的事实进行确认。方法通过污染物排放路径识别、大气环境基线确认、污染物排放浓度计算以及SCREEN 3大气估算模型模拟,计算得到特征污染物排放的最大地面浓度。结果模拟得到排放烟气中的重金属Pb扩散到600~1000m范围内24h地面最大浓度为80.28~150.8ug/m^3。结论确认该非法熔炼场所烟气排放造成大气环境损害的事实。