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基于图卷积记忆网络对珠海臭氧时空预测
1
作者 孙磊 蓝玉峰 +6 位作者 梁秀姬 孙弦 聂会文 苏烨康 贺芸萍 王静 夏冬 《中山大学学报（自然科学版）（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期48-59,共12页
臭氧(O_(3))已成为影响珠三角(乃至广东)空气质量达标的首要因素。数据驱动的统计模型(较数值模式)虽展现出改进的预报能力,但多数未能解析站点数据(非欧结构)之间的空间依赖性。本文基于珠海市6个环保国控站及其周边气象站监测数据,通... 臭氧(O_(3))已成为影响珠三角(乃至广东)空气质量达标的首要因素。数据驱动的统计模型(较数值模式)虽展现出改进的预报能力,但多数未能解析站点数据(非欧结构)之间的空间依赖性。本文基于珠海市6个环保国控站及其周边气象站监测数据,通过构建时空协同的图卷积记忆网络(GCN-LSTM)开展多站点未来3天逐小时O_(3)质量浓度预报。结果表明:GCN_LSTM在不同预报时效均准确还原了O_(3)的年、季节和昼夜变化特征,但对日变化的预报技巧随预报时效增加下降明显。通过与业务数值模式(GRACEs)和长短期记忆网络(LSTM)对比发现:GCN-LSTM表现最优,其72 h预报时效内RMSE和R均值分别为27.13μg/m^(3)和0.64,LSTM表现次之(RMSE=28.44μg/m^(3);R=0.61),而GRACEs与统计模型存在明显差距(RMSE=40.93μg/m^(3);R=0.33)。此外,相较于LSTM,GCN-LSTM全局考虑所有站点及其之间的相互联系,不仅将计算速度提高了71%,而且在不同站点的表现也更为优秀和稳定,同时捕捉秋季O_(3)污染事件的能力也有所提高。最后,敏感性实验揭示出考虑相关性较高的变量作为预报因子可以提高模型能力。 展开更多
关键词 臭氧 时空预报 机器学习 图卷积记忆网络
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2000—2021年珠海大气降水化学特征及酸雨成因分析
2
作者 聂会文 夏冬 +2 位作者 孙弦 孙磊 梁秀姬 《广东气象》 2024年第4期39-42,共4页
利用2000—2021年东亚酸沉降网(EANET)的监测数据及气象资料,详细分析了珠海酸雨长期变化特征和成因。结果表明:2000—2021年,珠海酸雨污染大致经历了4个阶段,分别是2000—2003年酸雨改善期、2004—2007年酸雨恶化期、2008—2015年酸雨... 利用2000—2021年东亚酸沉降网(EANET)的监测数据及气象资料,详细分析了珠海酸雨长期变化特征和成因。结果表明:2000—2021年,珠海酸雨污染大致经历了4个阶段,分别是2000—2003年酸雨改善期、2004—2007年酸雨恶化期、2008—2015年酸雨再次改善期、2016—2021年酸雨反弹期。珠海雨水中主要的致酸阴离子是NO_(3)^(-)和SO_(4)^(2-)。SO_(4)^(2-)/NO_(3)^(-)(质量浓度比)呈逐年下降趋势,2019年起珠海已从硫酸-硝酸混合型酸雨转为硝酸型酸雨。分析珠海酸雨成因,主要在于:①本地化石燃料的燃烧和汽车尾气的排放;②珠海易受到上游珠三角地区大气污染物输送影响;③珠海雨水中起中和作用的碱性阳离子含量偏低;④2016年之后珠海酸雨出现明显反弹,考虑与臭氧质量浓度增加导致大气氧化性增强有关。 展开更多
关键词 环境气象 大气降水 酸雨 成因 珠海
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1970—2019年广州市气候舒适度特征分析
3
作者 黄启锋 陈佳涵 +2 位作者 王禹 苏景华 梁秀姬 《山地气象学报》 2024年第2期83-88,共6页
【目的】为提升旅客在广州旅游时的舒适体验,并为当地旅游资源产业发展提供参考。【方法】利用广州市5个国家级气象站的常规气象资料计算温湿指数(THI)、风效指数(K)、穿衣指数(ICL)和综合舒适度评价指数(CCI)。揭示广州气候舒适度区域... 【目的】为提升旅客在广州旅游时的舒适体验,并为当地旅游资源产业发展提供参考。【方法】利用广州市5个国家级气象站的常规气象资料计算温湿指数(THI)、风效指数(K)、穿衣指数(ICL)和综合舒适度评价指数(CCI)。揭示广州气候舒适度区域性等级差异、多时间尺度变化和全年舒适期时段的特征。【结果】从温湿指数(THI)、风效指数(K)和穿衣指数(ICL)来看,广州市北部地区较南部地区的舒适感更高,极闷热持续时间更短,天气转凉的节奏更快;上述3个指数的四季均值年际变化表明广州市有偏热的趋势。综合气候舒适度评级指数分析表明,广州市的春、夏、秋3个季节的舒适度有转差趋势,冬季的舒适度有提升趋势;另外,广州市属于冬适型城市,冬季无寒冷,以舒适到较舒适为主,夏天闷热很不舒适,春秋为过渡季节较舒适。【结论】广州气候舒适具体时段为10月上旬—5月上旬,舒适至较舒适日数年平均可达205.66 d,且广州市北部地区较南部地区气候舒适时段更长。 展开更多
关键词 温湿指数 风效指数 穿衣指数 综合舒适度指数
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两种空气质量数值模式的应用评估与集合改进研究 被引量：3
4
作者 孙弦 孙磊 +4 位作者 聂会文 梁秀姬 苏烨康 王静 夏冬 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期361-373,共13页
利用2018—2019年国控站观测,评估CAMx和CMAQ模式对广东珠海主要污染物时空分布与演变特征的预报能力,并引入多元线性回归和随机森林方法对预报结果进行集成,探究不同集合方法的改进能力。结果表明:CMAQ在各污染物浓度季节-日变化方面... 利用2018—2019年国控站观测,评估CAMx和CMAQ模式对广东珠海主要污染物时空分布与演变特征的预报能力,并引入多元线性回归和随机森林方法对预报结果进行集成,探究不同集合方法的改进能力。结果表明:CMAQ在各污染物浓度季节-日变化方面明显优于CAMx,但两者存在明显系统偏差,并对多数污染物(除O_(3)之外)的昼夜和空间变化的模拟能力仍存在明显缺陷。例如,CMAQ合理地还原了CO、PM_(2.5)、PM_(10)、SO_(2)、O_(3)和NO_(2)的季节变化,相关系数介于0.72~0.84,但NMB分别达到-0.58、-0.18、-0.30、1.52,-0.16和-0.20,RMSE分别达到0.40 mg/m^(3)、6.86、16.02、10.71、25.05和10.21μg/m^(3)。同时,基于不同污染物构建的两种集合方法均有效移除了系统偏差,加强了CMAQ的模拟优势,并且随机森林方法明显优于多元线性回归,但两者均对模式缺陷无明显改进。进一步分析发现,CMAQ与CAMx模型的重要性基本相当,表明集合方法的预报能力与集合成员的线性偏差无关,主要取决于不同成员的代表性。最后,本研究揭示以随机森林为代表的集合方法虽有效提高了污染物的预报能力,但改进数值模式自身能力和增加具有代表性的集合成员对预报水平的进一步提升十分关键。 展开更多
关键词 空气质量模式 应用评估 集合方法 随机森林
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珠海地区海陆风对臭氧污染的影响
5
作者 张亮 林洁萍 +6 位作者 邵英贤 黄盛君 范绍佳 魏婉沛 董妍汝 李文淑 梁秀姬 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期74-85,共12页
近年来珠三角夏秋季大气臭氧污染愈发严重并受到广泛关注.每年9—10月珠三角会有多个城市出现臭氧连续超标,呈现污染时间长、污染范围广的特点,2022年情况尤为突出.利用2016—2022年珠海市气象观测数据统计了该地区的海陆风发生规律,结... 近年来珠三角夏秋季大气臭氧污染愈发严重并受到广泛关注.每年9—10月珠三角会有多个城市出现臭氧连续超标,呈现污染时间长、污染范围广的特点,2022年情况尤为突出.利用2016—2022年珠海市气象观测数据统计了该地区的海陆风发生规律,结合内陆站点和沿海站点空气质量监测数据,分析了海陆风对臭氧的影响.结果表明:夜间陆风将内地高污染气团向沿海方向传输,使夜间珠海地区VOCs增加及一部分的污染气团吹至海面,第二日上午开始海风将前一日夜间高污染气团从海面吹回陆地,到下午海风气团才逐渐变的较为清洁.整体来看,海陆风影响时本地VOCs增加明显,上午臭氧的增长速度较无海陆风时更快.O_(x)原位生成速率平均值和最大小时生成速率平均值均高于无海陆风日.珠海海陆风日海风与陆风影响臭氧生成前十OFP物种基本一致,与珠三角其他城市来源相似. 展开更多
关键词 海陆风 影响 臭氧(O_(3)) 生成速率 珠海
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