辽宁省空气质量预报预警技术系统化、业务化 研究与应用项目 (2021年度省科技奖励项目-科技进步奖公示)

时间:2021-07-05

辽宁省空气质量预报预警技术系统化、业务化研究与应用项目

2021年度省科技奖励项目-科技进步奖公示)

项目名称 辽宁省空气质量预报预警技术系统化、业务化研究与应用
提名者 辽宁省生态环境厅
提名意见

 我单位认真审阅了该项目提名书及附件材料,确认全部材料真实有效,相关栏目符合填写要求。

 近年来辽宁省灰霾天气频发,PM2.5污染突出,基于空气质量新标准的AQI预报特别是重污染过程预报预警及科学应对成为辽宁省大气污染防治的重点和难点。该项目是在辽宁省委、省政府的支持下,为提升辽宁省空气质量预报预警、重污染天气应对等工作能力而实施的重点项目。

 该项目构建了基于新标准AQI的辽宁省空气质量预报预警系统并进行了省市两级预报业务化应用,对大气污染数值预报模型关键技术进行了优化,并建立了辽宁省本地化排放清单,显著提升了辽宁地区数值预报模型的模拟性能。

 项目研究成果与大气环境管理支撑紧密结合,聚焦环境空气质量改善,针对空气重污染过程、重大活动保障任务,将环境数据分析、预报预警支持、气象联合会商、应急减排调控、改善效果模拟评估、达标规划等多种手段综合运用,形成了全省空气质量监测预报预警体系。项目工作量大、技术难度高、实施周期长,研究方法科学,技术先进,具有创新特色。

 项目成果为辽宁省重污染天气预警应急响应工作提供了有力支撑,2015-2018年全省大范围重污染过程预报准确率达到90%,成功启动了两次省级重污染黄色预警,其中201511月重污染过程成因分析报告获多位省领导批示;自2015年底开始通过网站、新媒体、电视广播等形式每天联合辽宁省气象台对社会公众发布全省分区域空气质量形势预报,2016年底起所有地级市发布AQI预报,为公众出行和活动提供合理建议,社会效益显著

 该项目于20161231日前完成整体技术并已在辽宁省生态环境厅(原辽宁省环境保护厅)业务部门、中国环境监测总站以及14个地级市环境监测中心推广应用。第一完成单位在辽宁省内,且第一完成人的工作单位在辽宁省内。符合辽宁省科技进步奖的提名条件。

 对照省科技进步奖授奖条件,提名该项目为辽宁省科学技术进步奖三等奖。

项目简介

 近年来辽宁省灰霾天气频发,空气质量预报特别是重污染过程预报预警及科学应对成为辽宁省大气污染防治的重点和难点。本项目通过科学完整的空气质量预报预警体系框架设计和研究,将大气复合污染观测、大气污染物排放清单建立、多模式数值预报集成、省-市两级空气质量预报系统研发等多项内容系统化整合并全省业务化应用,在较短时间内迅速建立起省级和14个地级市空气质量预报能力,并对社会公众实时发布,成为全国首批为数不多的全部地级城市具备发布预报能力的省份,减少了各城市大量重复建设的资金投入,并在辽宁省空气重污染预警应急减排工作及重大活动空气质量保障工作中发挥了重要作用。

 本项目建立了高时空分辨率的污染排放清单,并将区域清单与城市清单耦合同化,建立了辽宁省大气污染源清单管理系统。集成了WRF-CHEMCAMxCMAQRegAEMS等国际先进和国内自主研发的主流空气质量模型,构建了多模式集合预报和统计预报技术方法体系,并通过高性能计算系统实现了全省预报预警系统自动化运行。建立大气复合污染综合观测站,用于开展PM2.5组分及来源解析、光化学污染研究,在大气污染特征、污染成因分析研究以及预报准确率提升中发挥了重要作用。

 构建了国内较为先进的省-市两级预报业务体系,在系统设计中建立起省市两级预报、会商业务体系,共享客观预报结果,分级进行预报人工订正,建立了完整无缝隙业务工作流程,实现每天报送和发布全省空气质量预报结果。同时在14个地级市监测部门推广应用,为所在辖区域科学制订大气重污染应急措施提供依据与技术支持。

观评价

 2013年国家大气污染防治行动计划明确要求环保部门要求要“加强与气象部门的合作,建立重污染天气监测预警体系”。但空气质量新标准在2013年刚刚实施,针对AQI的预报工作仅在全国部分先进省市开展,辽宁省为全国第一批开展空气质量多模式数值预报的省份之一。辽宁省空气质量预报预警系统建设方案经专家论证,认为系统框架合理、技术先进,并且依托于全省预报系统建立了全省预报业务体系,首次实现全省及14个城市AQI业务化预报能力,填补了辽宁省新标准下空气质量AQI预报的空白。

 项目建设和应用期间,出版著作1部,登记软件著作权4项,发表论文10余篇。

推广应用情况

 该项目已在辽宁省生态环境厅大气环境与应对气候变化处、中国环境监测总站、辽宁省气象台、辽宁省沈阳生态环境监测中心、辽宁省大连生态环境监测中心等14个分支机构中开展业务化应用。

主要知识产权证明目录(不超过10件) 
知识产权类别 知识产权具体名称 国家(地区) 授权号 授权日期 证书编号 权利人 发明人 发明专利有效状态
著作 空气质量和雾霾天气预报方法与应用 中国 ISBN978-7-5029-6537-0 2017.6 气象出版社 南京大学 王体健  
计算机软件著作权 区域大气环境模式系统4.0 中国 2014SR117133 2014.8.11 软著登字第0786377 王体健 王体健 授权
论文 辽宁省人为源大气污染物排放清单及特征研究 中国 - 2018.2.12 境科学学报 南京大学 袁梦晨;祖彪;张青新;刘鹏辉;赵瑜 -
计算机软件著作权 城市空气污染潜势-统计结合预报系统软件V1.0 中国 2019SR0098400 2019.1.28 软著登字第3519157 王体健 王体健 授权

计算机软件著作权

空气质量集合预报系统V1.0

中国

2016SR224421

2016.08.18

软著登字第1403038

北京思路创新科技有限公司

北京思路创新科技有限公司

授权

  计算机软件著作权

空气质量达标规划系统V1.0

中国

2016SR046247

2016.03.07

软著登字第1224864

北京思路创新科技有限公司

北京思路创新科技有限公司

授权

  论文

2016年沈阳市SO2污染时空分布特征研究

中国

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2018.12.20

环境保护科学2018年第44

辽宁省生态环境监测中心(原辽宁省环境监测实验中心)

陈宗娇;刘枢;黄彦红;李静;王铎;姜承志

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  论文

利用SPAMS初探盘锦市冬季PM2.5污染特征及来源

中国

-

2017.6.5

中国环境监测2017年第33

辽宁省生态环境监测中心(原辽宁省环境监测实验中心)

邰姗姗;仇伟光;张青新;祖彪;陈宗娇;王德羿

-

  论文

辽宁省西南向传输性重污染过程特征初步分析

中国

-

2018.10.15

环境保护与循环经济2018年第10

辽宁省生态环境监测中心(原辽宁省环境监测实验中心)

张峻玮;邰姗姗;陈宗娇;王铎;张晓峰;白璐

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  论文

辽宁省2017年春节期间空气质量变化特征及预报准确性分析

-

2019.1.15

环境保护与循环经济2019年第1

辽宁省生态环境监测中心(原辽宁省环境监测实验中心)

白璐;邰姗姗;陈宗娇;王铎;张晓峰;张峻玮

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    完成人情况

 陈宗娇,第1完成人,高级工程师,工作单位辽宁省生态环境监测中心,负责项目总体思路设想、总体方案设计,统筹规划协调,制定项目建设方案及技术路线,组织协调和实施,推进全省业务化应用。

 张青新,第2完成人,教授级高级工程师,工作单位辽宁省生态环境监测中心,负责项目总体方案设计,制定项目建设方案及技术路线,确定关键技术,负责项目建设和实施,负责与合作单位沟通协调,交换研究意见,探讨研究思路。

 王体健,第3完成人,教授,工作单位南京大学,负责建立RegAEMS数值预报模型和空气污染潜势与统计结合的预报方法,对大气成分资料同化和模型优化,提升系统准确率。建立PM2.5来源解析模式

 祖彪,第4完成人,高级工程师,工作单位辽宁省生态环境监测中心,负责组织辽宁省大气污染源排放清单编制,参与大气综合观测站项目建设和实施。

 白璐,第5完成人,工程师,工作单位辽宁省生态环境监测中心,参与项目建设和实施,负责组织推进全省业务化应用,发布预报等工作。

 张峻玮,第6完成人,工程师,工作单位辽宁省生态环境监测中心,参与项目建设和实施,负责模型校验,参与推进全省业务化应用等工作。

 郑龙,第7完成人,高级工程师,工作单位北京思路创新科技有限公司,负责构建CAMxCMAQWRF-Chem数值预报、统计预报等多模式系统。