Том 30, номер 01, статья № 7

Аннотация:

Представлены сравнения модельных прогнозов химическими транспортными моделями CHIMERE и COSMO-RU7-ART) загрязнения приземного воздуха с данными измерений в Москве в 2015 г. Обе модели используют прогностические поля метеорологических величин по данным модели атмосферы COSMO-RU7. Установлено, что модели среднюю суточную концентрацию РМ₁₀ занижают и прогнозируют с ошибкой в среднем 0,01–0,02 мг × м^–3. Концентрацию диоксида азота модель COSMO-RU7-ART рассчитывает с погрешностью в среднем 0,01–0,02 мг × м^–3, CHIMERE – 0,02–0,03 мг × м^–3 (летом 0,05–0,08 мг × м^–3), систематически завышая NO₂. Концентрации угарного газа COSMO-RU7-ART чаще всего занижает (на 0,1–0,2 мг × м^–3, суточный максимум на 0,4–0,6 мг × м^–3); CHIMERE, напротив, систематически завышает монооксид углерода (на 0,2–0,35 мг × м^–3, летом часто на 0,4–0,5 мг × м^–3). Обсуждаются некоторые результаты численных экспериментов по оценке влияния способов определения высоты пограничного слоя на модельные расчеты концентрации монооксида углерода. Высота пограничного слоя рассчитывалась непосредственно в модели CHIMERE и в COSMO-RU7.

Ключевые слова:

прогноз загрязнения приземного воздуха, химическая транспортная модель CHIMERE, COSMO-RU7-ART, высота пограничного слоя

Список литературы:

1. Kukkonen J., Olsson T., Schultz D.M., Baklanov A., Klein T., Miranda A.I., Monteiro A., Hirtl M., Tarvainen V., Boy M., Peuch V.-H., Poupkou A., Kioutsioukis I., Finardi S., Sofiev M., Sokhi R., Lehtinen K.E.J., Karatzas K., R. San Joseґ, Astitha M., Kallos G., Schaap M., Reimer E., Jakobs H.,  Eben K. A review of operational, regional-scale, chemical weather forecasting models in Europe // Atmos. Chem. Phys. 2012. V. 12, iss. 1. P. 1–87.
2. Monks P.S., Archibald A.T., Colette A., Cooper O., Coyle M., Derwent R., Fowler D., Granier C., Law K.S., Mills G.E., Stevenson D.S., Tarasova O., Thouret V., von Schneidemesser E., Sommariva R., Wild O., Williams M.L. Tropospheric ozone and its precursors from the urban to the global scale from air quality to short-lived climate forcer // Atmos. Chem. Phys. 2015. V. 15, iss. 15. Р. 8889–8973.
3. Вильфанд Р.М., Кузнецова И.Н., Шалыгина И.Ю., Звягинцев А.М., Нахаев М.И., Захарова П.В., Лапченко В.А. Мониторинг и прогнозирование качества воздуха в Московском регионе // Биосфера. 2014. T. 6, № 4. C. 339–351.
4. Нахаев М.И., Березин Е.В., Шалыгина И.Ю., Кузнецова И.Н., Коновалов И.Б., Блинов Д.В., Лезина Е.А. Экспериментальные расчеты концентраций РМ10 и СО комплексом моделей CHIMERE и COSMO-RU7 // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 6. С. 569–578.
5. Нахаев М.И., Березин Е.В., Шалыгина И.Ю., Кузнецова И.Н., Коновалов И.Б., Блинов Д.В. Прогнозирование концентраций загрязняющих веществ в атмосфере с применением химической транспортной модели CHIMERE и модели COSMO-Ru7 // Труды Гидрометцентра  России.  2015.  Вып. 357.  С. 146–164.
6. Кузнецова И.Н., Шалыгина И.Ю., Захарова П.В., Лезина Е.А., Коновалов И.Б. Опыт применения численных моделей с высоким пространственно-временным разрешением для прогноза процессов в атмосферном пограничном слое и загрязнения приземного воздуха // Тезисы докладов VII Всероссийского метеорологического съезда. 7–9 июля 2014 г. Санкт-Петербург. С. 62
7. Ревокатова А.П., Суркова Г.В., Кирсанов А.А., Кислов А.В., Ривин Г.С. Прогноз загрязнения атмосферы Московского региона с помощью модели COSMO–ART / Вестник МГУ. Сер. География. 2012. № 4. С. 25–33.
8. Суркова Г.В., Блинов Д.В., Кирсанов А.А., Ревокатова А.И., Ривин Г.С. Моделирование распространения шлейфов воздушных загрязнений от очагов лесных пожаров с использование химико-транспортной модели COSMO-Ru7 ART // Оптика атмосф. и океана. 2014. Т. 27, № 1. C. 75–81; Surkova G.V., Blinov D.V., Kirsanov A.A., Revokatova A.P., Rivin G.S. Simulation of spread of air pollution plumes from forest fires with the use of COSMO-Ru7-ART chemical-transport model // Atmos. Ocean. Opt. 2014. V. 27, N 3. P. 268–274.
9. Зарипов Р.Б., Коновалов И.Б., Глазкова А.А. Расчет концентраций загрязняющих веществ с использованием модели атмосферы WRF-ARW и химико-транспортной модели CHIMERE // Метеорол. и гидрол. 2013. № 12. C. 52–67.
10. Вильфанд Р.М., Ривин Г.С., Розинкина И.А. Система COSMO-RU негидростатического мезомасштабного краткосрочного прогноза погоды Гидрометцентра России: первый этап реализации и развития // Метеорол. и гидрол. 2010. № 8. С. 5–20.
11. Ривин Г.С., Розинкина И.А., Блинов Д.В. Технологическая линия системы краткосрочных мезомасштабных оперативных прогнозов погоды COSMO-RU с шагом сетки 7 км // Труды Гидрометцентра Росии. 2012. № 347. C. 61–80.
12. Vogel H., Förstner J., Vogel B., Hanisch T., Mühr B., Schättler U., Schad T. Quasi-operational modeling of the Eyjafjallajökull volcanic ash episode with COSMO-ART at DWD // EMS Annual Meeting Abstracts. 2011. V. 8. EMS2011-871.
13. Vogel B., Vogel H., Baumner D., Bangert M., Landgren K., Rinke R., Stanelle T. The comprehensive model system COSMO-ART – Radiative impact of aerosol on the state of the atmosphere on the regional scale // Atmos. Chem. Phys. 2009. V. 9, iss. 22. P. 8661–8680.
14. Климатические характеристики условий распространения примесей в атмосфере / Под ред. Э.Ю. Безуглой, М.Е. Берлянда. Справочное пособие. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 328 с.
15. Ib Troen L. Mahrt А simple model of the atmospheric boundary layer; sensitivity to surface evaporation // Boundary-Layer Meteorol. 1986. V. 37, iss. 1–2. Р.129–148.
16. Cheinet S., Teixeira J. A simple formulation for the eddy-diffusivity parameterization of cloud-topped boundary layers // Geophys. Res. Lett. 2003. V. 30, N 18. P. 1930–1939. DOI: 10.1029/2003gl017377.
17. Stull R.B. An Introduction to Boundary Layer Meteorology. Kluwer Academic Publishers. 1988. 670 р.
18. Sorensen J.H., Rasmussen A., Svensmark H. Forecast of Atmospheric Boundary-Layer Height Utilised for ETEX Real-Time Dispersion Modelling // Phys. Chem. Earth. 1996. V. 21, N 5–6. P. 435–439.
19. Seibert P., Beyrichb F., Gryningc S-E., Joffred S., Rasmussene A., Tercierf P. Review and intercomparison of operational methods for the determination of the mixing height // Atmos. Environ. 2000. V. 34, iss. 7. P. 1001–1027.
20. Vogelezang D.H.P., Holtslag A.A.M. Evaluation and model impacts of alternative boundary-layer height formulations // Boundary-Layer Meteorol. 1996. V. 81, iss. 3–4. Р. 245–269.
21. Wetzel P.J. Toward parametrization of the stable boundary layer // J. Appl. Meteorol. 1982. V. 21, N 1. Р. 7–13.
22. Вельтищев Н.Ф., Жупанов В.Д. Численные прогнозы погоды по негидростатическим моделям общего пользования WRF-ARW и WRF–NMM // Гидрометцентр России. М.: Триада ЛТД, 2010. С. 94–135.
23. Rasmussen A., Tercier P.A. De Meij A., Gzella A., Cuvelier C., Thunis P., Bessagnet B., Vinuesa J.F., Menut L., Kelder H.M. The impact of MM5 and WRF meteorology over complex terrain on CHIMERE model calculations // Atmos. Chem. Phys. 2009. V. 9, N 17. P. 6611–6632.