DB32 T 310004-2021 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.pdf

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1、 ICS 13.040.20 CCS Z 50 长 江三 角 洲 区域 统一 标准 DB31/T 310004 2021 DB32/T 310004 2021 DB33/T 310004 2021 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 Technical specification for ambient air quality forecasting in Yangtze River Delta ecological green integration development zone 2021-03-19 发布 2021-06-01 实施 上海市 市场监督管理局、上海市

2、生态环境局 江苏省市场监督管理局、江苏省生态环境厅 浙江省市场监督管理局、浙江省生态环境厅 发布 DB31/T 310004-2021 DB32/T 310004-2021 DB33/T 310004-2021 目 次 前言 . I 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 预报时效与内容 . 2 5 预报方法 . 2 6 预报步骤 . 3 7 预报发布 . 4 8 预报效果评估 . 4 DB31/T 310004-2021 DB32/T 310004-2021 DB33/T 310004-2021 I 前言 本文件按照 GB/T 1.1 2020标准化工作导则

3、 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、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、陆维青 、田旭东、王 晓元、徐圣辰。 DB31/T 310004-2021 DB32/T 310004-2021 DB33/T 3100

4、04-2021 1 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 1 范围 本 文件 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 时效 与内容、 方法、步骤、发布及 效果 评估。 本 文件 适用于 示范区的环境空气质量预报工作 。 示范区 范围覆盖 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 。 长三角其他区域 可参照执行 。 2 规范性引用文件 下列文件 的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件；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。 G

5、B 3095-2012 环境空气质量标准 HJ 633-2012 环境空气质量指数（ AQI）技术规定（试行） HJ 663 环境空气质量评价技术规范（试行） HJ 1130-2020 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 文件 。 3.1 空气质量指数 air quality index（ AQI） 定量描述空气质量状况的无量纲指数。 来源： HJ 633-2012, 3.1 3.2 空气质量分指数 individual air quality index（ IAQI） 单项污染物 的空气质量指数。 来源： HJ 633-2012, 3.2 3.3 首要污染物

6、 primary pollutant AQI大于 50时 IAQI最大的空气污染物。 来源： HJ 633-2012, 3.3 3.4 环境空气质量预报 ambient air quality forecasting DB31/T 310004-2021 DB32/T 310004-2021 DB33/T 310004-2021 2 利用 监测 统计、数值 模式 、人工智能等 多种 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 预测 预报 。 3.5 环境空气质量数值预报 numerical forecasting for ambient air quality 利用环境空气质量

7、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。 来源： HJ 1130-2020, 3.2 3.6 环境空气质量统计预报 statistical forecasting for ambient air quality 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 统计关系或数学 模型，对未来大气污染物浓度进行 预测 预报。 3.7 环境 空气质量 人工 智能预报 artificial intelligence forecasting for ambient air quality 利用 随机森林 、 神经

8、网络等 人工 智能 算法，对 数值 预报和统计 预报 结果 进行 优化修正 。 4 预报 时效与内容 预报内容 包括 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 ， AQI 预报 时长 不少于 72 h，文字描述及潜在污染过程预报时长不少于 168 h。污染物及其 AQI 计算以 GB 3095-2012 和 HJ 633-2012 为准。 针对重污染过程增加污染过程预报 内容。 5 预报方法 5.1 环境 空气质量 数值 预报 5.1.1 数值预报模式的 选择 数值预报 的 技术要求按照 HJ1130-2020

9、开展，既可采用空气质量数值模式单模式直接输出，也可采 用单模式或多模式集合优化。 5.1.2 空间尺度 空气质量数值预报模式应客观反映示范区及其周边范围的环境空气质量状况和变化规律。 周边范围 需覆盖 江苏省、浙江省和上海市 行政区全境。 5.1.3 空间 分辨率 示范区数值预报模式水平分辨率不低于 3 km 3 km；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。 5.1.4 预报 时长 示范区数值预报模式计算 的预报时长不少于 168 h。 DB31/T 310004-2021 DB32/T 3

10、10004-2021 DB33/T 310004-2021 3 5.1.5 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 h 以内。 5.2 环境 空气 质量 统计 预报 5.2.1 统计预报方法的选择 统计 预报方法 的 选择可根据各地 预报 基础和技术能力 进行 选择 。 5.2.2 多元 回归 方法 5.2.2.1 建立 多 元 回归 预测 预报方程 应至少具备 三 年 的 空气 质量监测数据、气象 监测 数据和 其他参数 。 空气质量观测数据 包括 SO2、 NO2、 PM10、 PM2.5、 CO 和 O3 等大气污染物浓度监测结果，气象 监测 数 据 包括 风速、风向

11、、 气温 、湿度、 气压 和降水等， 其他参数 包括 指季节、工作日和周末、节假日等 。 5.2.2.2 通过 对 历史 空气 质量监测、气象监测 和其他参数的统计分析，识别 对大气污染物浓度变化影响 显著的参数 ， 建立 多元 回归预报方程 。 5.2.2.3 利用 监测数据对 多元回归 预报 方程进行修正， 每年不少于一次 。 5.2.3 天气 形势分类法 5.2.3.1 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， 根据 对污染物浓度的影响， 将天气形势分为若干种类型。 5.2.3.2 以各天气形势下污染物浓度的比值作为 不同天气形势之间转变时污染物浓度的转换系数。

12、5.4 人工智能预报 人工 智能预报 基于空气质量数值模式预报 结果、气象模式预报结果和污染物浓度等数据，利用人工 智能方法对污染物 浓度 预报 结果 优化 修正 ， 进行预报 。 6 预报 步骤 6.1 回顾分析 分析过去 57 d 及当前 污染物浓度、 AQI、首要污染物 、 气象条件 和污染源排放 等变化情况 ， 分析 造成空气质量变化的原因 和造成预报偏差的原因 。 6.2 气象 条件预判 分析主要气象因素 的监测和预报资料 ， 主要气象因素包括但不限于风速、风向、温度、湿度 、降水 、 气压 和环流形势 。 结合天气图和数值天气预报 图 ，分析地面天气形势、 地面风场、 850 hP

13、a 风场和温度 场、 700 hPa 垂直速度场、 500 hPa 高空环流形势 等， 关注 冷空气过境、 降水、台风、沙尘过程等对空气 质量有 明显 影响的天气过程 或 事件， 研判 影响未来空气质量变化的气象条件 。 6.3 模式 预报 参考 结果分析 以数值 预报 和人工智能预报结果为主，统计 模式 预报结果为辅，分析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 ， 形成 模式 预报 参考 结果 。 6.4 预报 会商 DB31/T 310004-2021 DB32/T 310004-2021 DB33/T 310004-2021 4 在 模式预报

14、 参考 结果 的基础上，对未来 污染物 浓度 变化趋势、 AQI 范围 、 首要污染物做出合理的判 断和必要的 修正 。开展 预报团队内部会商 ， 重点关注 空气 质量变化趋势 、 潜在的污染风险 及污染成因 。 开展 外部会商，包括与气象部门 和周边 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 周边 监测预报部门的会商重点关注潜在的污染传输风险。 如有重污染 风险， 增 加 会商频次。 6.5 形成预报结论 在预报会商的基础上 ， 形成最终的空气质量 预测 预报 结论 。 7 预报 发布 7.1 发布 内容 预报发布 内容包括预报时效内空气质量级别范围

15、和首要污染物，建议政府、公众采取的防范措施等。 7.2 发布 方 式 空气质量预报信息通过相关行政管理部门 指 定 渠道 进行 发布，发布频率 每日不少于一次 。 8 预报 效果 评估 8.1 评估 内容 8.1.1 评估对象 同预报内容。 8.1.2 评估时效 对 预报时效 内的预报结果分 不同 时效进行评估。 8.1.3 评估时段 根据需求可开展周、月、季、年的空气质量预报评估 。 8.1.4 评估基准 以 示范区 环境空气质量 评价点位的监测结果 为 评价 基准 ，参照 HJ 663 的相关技术要求 。 8.2 评估方法 8.2.1 AQI范围预报准确率 RAQI=nN 100%（ 1）

16、 式中： RAQI AQI 范围预报准确率 ， AQI 范围区间 大小 可 参照城市环境空气质量指数（ AQI）预报评 估技术规定（暂行） ； DB31/T 310004-2021 DB32/T 310004-2021 DB33/T 310004-2021 5 n 评估时段内监测 AQI 在预报 AQI 范围内的天数 ； N 评估总天数。 8.2.2 AQI级别预报准确率 8.2.2.1 分级别预报准确率 Gcity,i=niN i 100%（ 2） 式中： iAQI 级别，分为一级（优）至六级（严重污染）； Gcity,i 第 i 级别预报 准确率 ，即分级别预报准确率 ， 指评估时段内监测

17、 AQI 级别在预报 AQI 级 别范围内的天数相比总天数的百分比 ； ni 第 i 级别预报准确天数 ，若监测 AQI 级别在预报 AQI 级别范围内，则认为 AQI 级别预报准 确 ； Ni 监测 AQI 级别为 i 的总天数。 8.2.2.2 级别预报准确率 Gcity= niki=1 N iki=1 100%（ 3） 式中： Gcity 级别预报准确率； iAQI 级别，分为一级（优）至六级（严重污染）； k AQI 级别总数，为 6； ni 第 i 级别预报准确天数； Ni 监测 AQI 级别为 i 的总天数。 8.2.3 首要污染物预报准确率 Pcity=nN 100%（ 4） 式

18、中： Pcity 首要污染物预报准确率 ，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 ； n 预报首要污染物准确的天数 ， 监测 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， 监测 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 ，预报首要污染物每日不超过 2 项 ； N 监测 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 级别 预报评估，计算方法 同 8.2.1 和 8.2.2。 DB31/T 310004-2021 DB32/T 310004-2021 DB33/T 310004-2021 6