理論研究
作者：郭曉雷
摘要 隨著城市化發展的進程和人們對居住環境的關注，城市空氣質量也日益受到重視。本文在參考大量文獻的基礎上，總結了國內空氣質量研究的發展進程和空氣質量預報的主要方法，探討了空氣質量預報未來的發展趨勢，並提出了個人的見解。
關鍵詞 城市空氣質量；預報；發展方向
中圖分類號X16 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）48-0014-02
0 引言
城市是人類的主要聚居地，也是生態係統中最為複雜的類型之一。隨著世界範圍內城市化的迅速發展，人們在感受到城市化帶來的豐富的物質和精神生活的同時，卻又不得不為麵對日益嚴峻的生態環境。我國是一個人口大國，人口密集、交通擁擠、環境汙染、綠地緊缺等問題與城市發展之間的矛盾顯得愈加突出。因此，研究生態與環境問題，探討改善城市生態環境質量的途徑與對策，促進城市的生態建設與可持續發展已經成為當今社會共同關注的焦點。
1 國內研究進程
我國的環保事業起步於斯德哥爾摩“人類環境會議”之後的1973 年，而有關城市空氣質量的研究起始於20世紀80年代末。當時主要的研究內容是利用城市環境觀測資料和對應的氣象資料，通過統計方法建立空氣質量預報模型來預測城市內空氣質量【1】。20世紀90年代，城市空氣質量開始引起政府和民眾的廣泛關注，相關的研究也開始蓬勃地發展，內容涉及到改善空氣質量的方法【2】、空氣汙染指數的分級及其計算方法【3】、城市空氣質量的數值預報模型【4】。2000年開始，中國環境監測總站根據國家環境保護總局的有關要求，組織47個環境保護重點城市開展城市環境空氣質量日報和預報工作，監測項目為SO2、NO2和PM10，發布形式為空氣汙染物指數、首要空氣汙染物、空氣質量級別和空氣質量狀況。在我國城市空氣質量業務開展的同時，相關的研究也開始興起，內容主要涉及城市空氣質量數據管理係統的開發與研究、城市空氣質量預報的技術方法研究與預報模型、城市空氣質量管理體係的監測技術及模式、城市空氣質量的分布規律、影響因子及與氣象條件的關係等方麵。
2 空氣質量預報的主要方法
2.1 統計預報方法
統計預報方法是目前國內各地普遍采用的方法。統計方法以汙染物濃度觀測資料和氣象觀測資料為基礎，通過因子初選和相關性分析，應用逐步回歸法、一元線性回歸分析、自然正交分解、逐步回歸方法等統計方法，建立大氣汙染預方程，方法相對簡單且易於推廣。
2.2 數值模式預報方法
數值模式預報具有科學性強、信息豐富等優點，是大氣汙染預報的發展方向。國外相關的研究早在上世紀70年代就開始開展，而國內在21世紀以後才開始係統地開展。城市空氣質量預報涉及多物質、多界麵、多介質、多種物理化學和生物過程，同時還需要綜合考慮地貌、氣象條件、汙染源排放規律等諸多因素的影響。城市空氣質量數值預報是一個典型的三維中尺度問題，它的基本工具是模式係統。數值預報法包括質量連續性約束條件下的風場調整模式、預報風場的數值模式和預報汙染物擴散和濃度分布的歐拉平流擴散模式。該模式的預報結果與實測值基本相符，但模式係統中的某些參數化方案及汙染源等方麵有待於進一步改進。