空气质量模式发展与应用现状摘要：模式模拟，具有空间和时间分布的连续性特征，有多种化学过程和输送模拟的试验方案可选择等优势，在研究区域大气空气质量研究领域过程中发挥着重要作用。本文系统地介绍了主要空气质量模式在大气环境科学中的重要作用、主要分类及其发展阶段。详细阐述了 ISCST3、多维多箱模型、ADMS－URBAN、CAMx 及 CMAQ 等空气质量模式的框架原理、主要特征及其在空气质量管理和规划中的应用，并指出今后模型的发展方向。关键词：空气质量模式；ISCST3；多维多箱模型；ADMS－URBAN 中图分类号：X823 文献标识码：A 文章编号：1007-0370（2011）07-0089-02 前言目前，城市、区域以及全球范围的大气污染物的输送、转化、沉降及其对生态环境的影响受到国内外学者的密切关注[1]。借助计算机数值求解大气污染物输送/扩散方程来研究各种尺度的大气污染物输送与沉降规律，具有时间和空间的连续性，是观测站点直接观测的有利补充。自 20 世纪 80 年代以来出现了一批区域污染物输送模式，这些模式分别研究了欧洲、北美和东亚等地区 SO2、NOx、O3、大气气溶胶等的分布、输送和沉降[2]。大气质量数值模拟技术系统广泛应用于对各种大气污染物在不同尺度下的不同类型污染过程进行模拟，已经成为大气环境研究中不可缺少的组成部分[3~11]。目前应用较为广泛的区域环境质量模型包括简单的扩散模式（如工业多源模式 ISCST3 等）、建立在质量平衡理论上的箱式模式（如多维多箱模型等）、针对特定污染问题研究的欧拉数值模型、以及综合的多污染物、多尺度空气质量模式（如CAMx、Models-3 等）以及一些大气环流与化学完全在线耦合大气—化学模式（如 RAMS-Chem、MM5-Chem、WRF-Chem 等）。以下将对上述各代表 性的空气质量模式及其应用现状进行简要介绍： 1ISCST3ISCST3（Industrial Sources Complex Short/Long Term Version3）模型是美国国家环保局开发并在美国推广使用的一个大气污染物扩散模型。主要用于计算点源、面源、线源、体源等在内的综合性工业源的 SO2、TSP、NOx 和 CO 等一次污染物的环境浓度，以及颗粒物的沉积和干、湿沉降量。清华大学、北京“”大学等单位在 北京市大气污染控制对策研究 中应用该模型对北京市大气中颗粒物、SO2 和 NOx 的污染趋势进行了预测，结合预测结果，提出了北京市环境质量达标总体控制方案[12]；清华大学在我国酸沉降控制规划与对策研究过程中，开发应用有关模型对我国东部地区硫沉降进行模拟，在研究过程中对开发的模式和性能进行了分析，并结合 SO2 等酸性物质的排放，对东部地区硫沉降的情况进行了预测分析[13]；应高祥等人为了精确地估算产业部门不同类别与特征的大气污染源对指定区域的污染强度，采用暴露效率概念及其研究方法，以北京城区为例，应用大气污染扩散模型 ISCST3，由污染排放数据、全年逐时气象数据以及市区人口分布，求得 1999 年各污染源对北京市区 SO2，PM10，NOx 等污染物浓度的贡献率和北京城区居民的暴露效率[14]；陈开平等人则将 ISCLT3 模型应用在烟台市空气污染综合控制规划中，模拟了 SO2、NOx 长期平均浓度，进行了城市空气污染特征分析及控制效果的预测，结果表明ISCLT 模型完全适用于在气象参数的获得受到限制的情况下模拟大气污染物的长期浓度分布，部分高架污染源以及低架点源是烟台市 SO2 污染的主要来源，在市中心区，环境空气中 NOx浓度的 2/3 来源于机动车排放，实施综合治理方案后，区域SO2 浓度基本达到国家一级标准[15]；郝吉明等人研究建立了以 GIS 为平台的北京市机动车排放清单，获得了北京市规划市区内分车型以及分区域的机动车排放分担率，在此基础上，采用修正的 ISCST3 模型模拟了 1995 年规划市区 CO 和 NOx 浓度的时空分布情况，并分析了机动车排放对北京市大气浓度的贡献率，结果表明，1995 年北京市规划市区 CO 和 NOx的年排放分担率分别达到了 76.8%和 40.2%，相应的年浓度分担率则分别为 76.5%和 68.4%，在城市中心区以及道路边，2种污染物的浓度分担率则更高，在北京市对机动车排放污染实施控制是有效削减 CO...
