【先进技术】特大城市超高精度多模式空气质量预报决策系统
主要完成单位：深圳市环境监测中心站、深圳市环境科学研究院、中科三清科技有限公司、暨南大学
主要完成人：刘婵芳、颜敏、麦有全、何龙、陈焕盛、林丽衡、何鹏飞、常鸣、曾沛、王伟文、张毅强、王文丁、游泳、陈嘉晔、秦东明
适用领域：大气污染防治
项目/技术简述：
特大城市超高精度多模式空气质量预报决策系统研发与应用（以下简称“本项目”）探索建立特大城市超高精度多模式空气质量预报决策系统，完成了技术研发、系统集成和效果评估及业务化运行。包括：率先基于空天地一体化监测网，研发了大气污染三维立体资料同化关键技术；率先建成多滚动时次超高精度空气质量多模式集合预报预警系统；率先建立深圳市动态常态化更新的本地化业务化高精度大气污染排放清单；集成研发大气污染多功能决策支持平台，创新构建了大气污染管控成效评估及达标预测方法体系；基于系统实现环保、气象、卫星等大数据实时共享，形成科学、高效、精准的多部门分级会商机制。
该项目的研究推动了深圳市空气质量连续五年达标，2019年PM2.5率先达到世界卫生组织Ⅱ阶段标准，2020年降至19微克/立方米为有监测数据以来历史最优，产生了显著的社会和环境效益。
技术亮点：
（1）率先研发大气污染三维立体资料同化关键技术，实现高密度地面监测和立体塔监测的同化融合。基于深圳特色的高密度“一街一站”和356米立体塔监测数据，研发了三维立体资料同化系统，可同时支持3种同化分析方法并且耦合了在线快速质控模块，对监测数据异常实现7项质控检查，首次实现模式数据-地面监测数据-垂直监测数据的准实时同化融合。
（2）率先建成特大城市超高精度多模式预报系统并实现业务化运行。项目创新使用多尺度嵌套技术，5层嵌套计算（东亚81km-华南27km-广东9km-珠三角3km-深圳1km），率先实现特大城市1km×1km分辨率、一日4次的滚动预报。首创城市空气质量概率预报方法。
（3）率先建立深圳市本地化常态化更新的高精度大气污染排放清单。本项目的大气污染源排放清单体系，首次将污染物种类从原6种增至9种，污染源分类体系从二级分类升至四级分类，实现1km×1km的空间分辨率；率先建立了基于典型道路交通流量的机动车排放动态清单；率先将工地扬尘源、加油站等污染源从面源核算提升至点源核算。
（4）集成研发了涵盖9个子系统、150多个功能模块的大气污染多功能决策支持平台，创新构建了大气污染管控成效评估及达标预测方法体系，率先应用于城市空气质量达标管理。
推广应用、案例情况：
本项目研究成果广泛应用于深圳市空气质量业务化预报、不利气象条件联合会商、大气污染过程成因分析、污染管控成效评估和预报预警信息多渠道发布等工作，为深圳市臭氧削峰行动、硬任务攻关攻坚、污染天气应急等重要工作提供了时效性强的决策信息支撑。依托系统技术成果，多次成功提前预判了深圳市大气污染过程，科学支撑深圳市发布启动和取消大气污染预警信息，推动了各区按要求精准减排靶向治污，极大地保障了污染天气应急管控工作的实施，推动了深圳市大气污染6参数指标连续五年持续达标，2019年PM2.5率先达到世界卫生组织Ⅱ阶段标准，2020年降至19微克/立方米为有监测数据以来历史最优，实现了O3和PM2.5污染协同双降，在全国168个重点城市中排名第4，空气质量综合指数较上一年改善15%，位居珠三角第1，为国内其他城市打好污染防治攻坚战提供先进技术示范。
此外，项目成果如立体资料同化、大气污染管控成效评估、机动车排放管理等关键技术还应用于中国环境监测总站、广东省、湖北省、黑龙江省生态环境监测中心等多个重点区域及上海市、武汉市、广州市等多个特大城市环境质量预报工作，为广东省运会、广州财富论坛、深圳特区成立40周年庆祝大会、深圳市国庆70周年烟花晚会、上海进出口博览会、武汉世界军人运动会等重大活动赛事空气质量保障工作提供了良好的技术支撑，应用前景广阔，产生了显著的社会和环境效益。
