【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及環境監測，具體涉及一種小尺度高分辨率大氣污染源追蹤識別方法與系統。
技術介紹
1、各種行業、各種類型的大氣污染源排放的不同種類的污染物排放進入大氣后，經過傳輸、物理化學等過程，在不同的時間影響不同區域不同位置不同類型污染物的濃度，影響機理既有物理的又有化學的，在不同時間、不同氣象條件、不同點位影響的機理和影響程度各有不同。同一個位置空氣污染物濃度可能受上千萬個污染源影響。為了改善空氣質量，降低空氣中污染物濃度，需要追蹤識別大氣污染源并精確評估各污染源的影響程度，從而科學的、有針對性的控制大氣污染源排放，高效率的降低空氣污染程度，節約治理成本。
2、大氣污染源包括小尺度高分辨率的大氣污染源，該小尺度高分辨率的大氣污染源主要包括工業企業、生活爐灶與采暖鍋爐、交通運輸等，這些小尺度高分辨率的大氣污染源，由于它們的普遍性和持續性，對大氣環境質量產生了顯著的影響，因此需要采取有效的措施進行控制和治理，以減少對人體的舒適、健康和福利以及環境的危害，而現有技術中，并不存在針對小尺度高分辨率的大氣污染源追蹤識別的方法和系統，因此對于小尺度高分辨率的大氣污染源追蹤識別的問題成為企業生產過程中急需解決的問題。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術的目的在于提供一種小尺度高分辨率大氣污染源追蹤識別方法與系統，用以解決現有無法對小尺度高分辨率的大氣污染源追蹤識別的問題。
2、為實現上述目的，本專利技術提供了一種小尺度高分辨率大氣污染源追蹤識別方法。具體地，該方法包括
3、1)獲取待測位置處的環境數據；所述環境數據包括空氣質量監測數據以及氣象數據；
4、2)將環境數據輸送至改進的隨機逆時拉格朗日輸運模型，得到待測位置處的小尺度高分辨率大氣污染源結果；
5、所述改進的隨機逆時拉格朗日輸運模型為以拉格朗日大氣污染擴散模型為基礎，將原有運用等高方程計算高度變化量的計算公式轉換為運用新的垂直插值計算方法得到高度變化量的計算公式，以建立隨機逆時拉格朗日輸運模型和wrf之間的關系，并將原有的標準hysplit擴散算法替換為隨機逆時拉格朗日輸運模型的擴散方法；
6、所述新的垂直插值計算方法為運用wrf模型中相同的方程來計算層厚度。
7、本專利技術方法具有如下優點：本專利技術的方法通過獲取環境數據，將環境數據運用以拉格朗日大氣污染擴散模型為基礎的改進隨機逆時拉格朗日輸運模型，對該獲取的環境數據進行處理，而該模型通過運用新的插值手段將建立隨機逆時拉格朗日輸運模型和wrf之間建立聯系，以實現stilt(隨機逆時拉格朗日輸運模型)和wrf之間實現的緊密耦合，進而能夠通過運用隨機逆時拉格朗日輸運模型的擴散方法得到大氣污染源結果，即本專利技術的方法能夠實現小尺度高分辨率大氣污染源的追蹤識別。并且前向時間模擬所用的時間是后向時間模擬所用的時間的百倍，而本專利技術采用的模型為隨機逆時拉格朗日輸運模型，該模型基于隨機時間倒拉格朗日傳輸模型，是后向時間模擬模型，因此在效率上本專利技術的方法效率更高。
8、進一步地，所述新的垂直插值計算方法的方程為：其中，δz為高度變化量，μd為wrf干質量，σtop和σbot分別是最上層和最下層的sigma水平，μd＝pdhs-pdht，中σ為sigma水平，pdh、pdhs和pdht分別為目標位置、表面和模型頂部的干靜水壓力。
9、進一步地，所述隨機逆時拉格朗日輸運模型的擴散方法為：當粒子傳輸至模型時，原時間步長停止，新的時間步長開始，以采用分數時間步長。
10、進一步地，所述小尺度高分辨率大氣污染源結果為粒子位置信息文本文件。
11、進一步地，所述粒子位置信息文本文件以遷徙圖、餅狀圖以及柱狀圖中的一種或多種形式展示。
12、為實現上述目的，本專利技術還提供了一種小尺度高分辨率大氣污染源追蹤識別系統。具體地，該系統包括數據采集模塊、數據處理模塊以及顯示模塊，所述數據采集模塊用于將獲取的待測位置處的環境數據傳輸至數據處理模塊，環境數據包括空氣質量監測數據以及氣象數據，數據處理模塊用于數據處理后得到的待測位置處的小尺度高分辨率大氣污染源結果傳輸至顯示模塊顯示，所述數據處理模塊包括改進的隨機逆時拉格朗日輸運模型；
13、所述改進的隨機逆時拉格朗日輸運模型為以拉格朗日大氣污染擴散模型為基礎，將原有運用等高方程計算高度變化量的計算公式轉換為運用新的垂直插值計算方法得到高度變化量的計算公式，以建立隨機逆時拉格朗日輸運模型和wrf之間的關系，并將原有的標準hysplit擴散算法替換為隨機逆時拉格朗日輸運模型的擴散方法；
14、所述新的垂直插值計算方法為運用wrf模型中相同的方程來計算層厚度。
15、進一步地，所述新的垂直插值計算方法的方程為：其中，δz為高度變化量，μd為wrf干質量，σtop和σbot分別是最上層和最下層的sigma水平，μd＝pdhs-pdht，中σ為sigma水平，pdh、pdhs和pdht分別為目標位置、表面和模型頂部的干靜水壓力。
16、進一步地，所述隨機逆時拉格朗日輸運模型的擴散方法為：當粒子傳輸至模型時，原時間步長停止，新的時間步長開始，以采用分數時間步長。
17、進一步地，小尺度高分辨率大氣污染源結果為粒子位置信息文本文件。
18、進一步地，所述顯示模塊用于將粒子位置信息文本文件以遷徙圖、餅狀圖以及柱狀圖中的一種或多種形式展示。
19、上述說明僅是本專利技術技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本專利技術的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本專利技術的上述和其他目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖,詳細說明如下。
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1.一種小尺度高分辨率大氣污染源追蹤識別方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的小尺度高分辨率大氣污染源追蹤識別方法，其特征在于，所述新的垂直插值計算方法的方程為：其中，Δz為高度變化量，μd為WRF干質量，σtop和σbot分別是最上層和最下層的sigma水平，μd＝pdhs-pdht，中σ為sigma水平，pdh、pdhs和pdht分別為目標位置、表面和模型頂部的干靜水壓力。
3.根據權利要求1所述的小尺度高分辨率大氣污染源追蹤識別方法，其特征在于，所述隨機逆時拉格朗日輸運模型的擴散方法為：當粒子傳輸至模型時，原時間步長停止，新的時間步長開始，以采用分數時間步長。
4.根據權利要求1所述的小尺度高分辨率大氣污染源追蹤識別方法，其特征在于，所述小尺度高分辨率大氣污染源結果為粒子位置信息文本文件。
5.根據權利要求4所述的小尺度高分辨率大氣污染源追蹤識別方法，其特征在于，所述粒子位置信息文本文件以遷徙圖、餅狀圖以及柱狀圖中的一種或多種形式展示。
6.一種小尺度高分辨率大氣污染源追蹤識別系統，包括數據采集
7.根據權利要求6所述的小尺度高分辨率大氣污染源追蹤識別系統，其特征在于，所述新的垂直插值計算方法的方程為：其中，Δz為高度變化量，μd為WRF干質量，σtop和σbot分別是最上層和最下層的sigma水平，μd＝pdhs-pdht，中σ為sigma水平，pdh、pdhs和pdht分別為目標位置、表面和模型頂部的干靜水壓力。
8.根據權利要求6所述的小尺度高分辨率大氣污染源追蹤識別系統，其特征在于，所述隨機逆時拉格朗日輸運模型的擴散方法為：當粒子傳輸至模型時，原時間步長停止，新的時間步長開始，以采用分數時間步長。
9.根據權利要求6所述的小尺度高分辨率大氣污染源追蹤識別系統，其特征在于，小尺度高分辨率大氣污染源結果為粒子位置信息文本文件。
10.根據權利要求9所述的小尺度高分辨率大氣污染源追蹤識別系統，其特征在于，所述顯示模塊用于將粒子位置信息文本文件以遷徙圖、餅狀圖以及柱狀圖中的一種或多種形式展示。
...【技術特征摘要】
1.一種小尺度高分辨率大氣污染源追蹤識別方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的小尺度高分辨率大氣污染源追蹤識別方法，其特征在于，所述新的垂直插值計算方法的方程為：其中，δz為高度變化量，μd為wrf干質量，σtop和σbot分別是最上層和最下層的sigma水平，μd＝pdhs-pdht，中σ為sigma水平，pdh、pdhs和pdht分別為目標位置、表面和模型頂部的干靜水壓力。
3.根據權利要求1所述的小尺度高分辨率大氣污染源追蹤識別方法，其特征在于，所述隨機逆時拉格朗日輸運模型的擴散方法為：當粒子傳輸至模型時，原時間步長停止，新的時間步長開始，以采用分數時間步長。
4.根據權利要求1所述的小尺度高分辨率大氣污染源追蹤識別方法，其特征在于，所述小尺度高分辨率大氣污染源結果為粒子位置信息文本文件。
5.根據權利要求4所述的小尺度高分辨率大氣污染源追蹤識別方法，其特征在于，所述粒子位置信息文本文件以遷徙圖、餅狀圖以及柱狀圖中的一種或多種形式展示。
6.一種小尺度高分辨率大氣污染源追蹤識別系統，包括數據采集模塊、數據處理模塊以及顯示模塊，所述數據采集模塊用于將獲取的待測位置處的環境數據傳輸...
【專利技術屬性】
技術研發人員：樊守彬，趙蕓程，曲松，龍騰，
申請(專利權)人：北京市生態環境保護科學研究院，
類型：發明
國別省市：
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