江蘇省空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度及改進(jìn)方法分析

張 璘，張祥志，茅晶晶，楊 雪，曹天慧,3，楊金德，徐秀莉

1.江蘇省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，江蘇 南京 210036 2.江蘇省蘇協(xié)環(huán)境技術(shù)研究院，江蘇 南京 210036 3.中科院大氣物理研究所，北京 100029 4.南京恩瑞特實(shí)業(yè)有限公司，江蘇 南京 211106

2013年以來，中國各省市空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)得到快速發(fā)展建設(shè)[1-4]，江蘇省是中國重要的人群聚居和工業(yè)活動(dòng)密集區(qū)，2015年人均GDP達(dá)1.4萬美元，在各省排第一位，也是煤炭消耗、大氣污染物排放排名前三的省份，按照國務(wù)院《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》以及江蘇省政府“開展污染數(shù)值模擬及城市大氣污染預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)研究，建立重污染天氣監(jiān)測(cè)預(yù)警體系”[5-6]等要求，江蘇省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心于2014年建成覆蓋省域及13個(gè)地級(jí)市的重污染天氣預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)，并在江蘇環(huán)保網(wǎng)(www.jshb.gov.cn)上發(fā)布未來24 h分時(shí)段城市空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)，未來48 h全省區(qū)域空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)，遇到重污染天氣時(shí)發(fā)布重污染天氣預(yù)警。2015年9月，江蘇省與中國環(huán)境監(jiān)測(cè)總站全國和長三角區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)[7-9]，2016年3月，依托“江蘇省重污染天氣監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警”平臺(tái)，江蘇省開始發(fā)布未來5 d區(qū)域空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)，13個(gè)地級(jí)市陸續(xù)建成本地化空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)系統(tǒng)[10]。2016年11月底，13個(gè)市發(fā)布未來5 d城市預(yù)報(bào)，NAQPMS等空氣質(zhì)量數(shù)值預(yù)報(bào)模式還能夠每日提供27 km×27 km地面網(wǎng)格條件下未來7 d空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)結(jié)果，給各市技術(shù)人員發(fā)布預(yù)報(bào)(以下簡稱人工預(yù)報(bào))提供重要的預(yù)報(bào)參考。

為了驗(yàn)證模式預(yù)報(bào)和人工預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性，提高預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)精準(zhǔn)度，構(gòu)建更自信、更準(zhǔn)確、更智能化的預(yù)報(bào)技術(shù)體系，筆者選取PM2.5日均值濃度、臭氧日最大8 h滑動(dòng)平均值(以下簡稱O3-8 h)、AQI日?qǐng)?bào)和空氣質(zhì)量級(jí)別等指標(biāo)，將未來1 d預(yù)報(bào)結(jié)果和次日實(shí)況觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行誤差統(tǒng)計(jì)和對(duì)比，并提出改進(jìn)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性的措施方法，計(jì)算了方法實(shí)施后預(yù)報(bào)改善程度。考慮到當(dāng)日預(yù)報(bào)未來2～7 d的結(jié)果會(huì)在次日進(jìn)行更新，其受關(guān)注程度和重要性尚低于未來1 d的預(yù)報(bào)結(jié)果，故筆者未展開討論未來2～7 d預(yù)報(bào)結(jié)果的準(zhǔn)確性。評(píng)價(jià)期間江蘇省業(yè)務(wù)本地化污染源清單仍然在完善之中，數(shù)值模式所依托的空氣污染源初始場(chǎng)應(yīng)用了清華大學(xué)所提供的“中國多尺度排放清單模型”(MEIC，2014年)所提供的排放源數(shù)據(jù)。

1 江蘇省重污染預(yù)報(bào)預(yù)警概況

1.1 系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

江蘇省重污染天氣監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)由數(shù)據(jù)管理、模式處理、分析與展示、預(yù)報(bào)發(fā)布子系統(tǒng)構(gòu)成[11-12]：數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)將大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)、污染源、氣象及遙感數(shù)據(jù)采集交換至系統(tǒng)內(nèi)；模式處理系統(tǒng)將氣象數(shù)據(jù)、排放源數(shù)據(jù)、空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)空間場(chǎng)輸入至NAQPMS、CMAQ、CMAx、WRF-Chem等預(yù)報(bào)模式中，實(shí)現(xiàn)全省網(wǎng)格化空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)信息發(fā)布；分析與展示系統(tǒng)包括氣象數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)、排放源清單數(shù)據(jù)、模式數(shù)據(jù)、污染減排情景模擬和污染溯源等，實(shí)現(xiàn)多維數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、信息圖形化和GIS展示；預(yù)報(bào)管理系統(tǒng)包括預(yù)報(bào)制作、評(píng)估、發(fā)布和預(yù)警等模塊；該系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量為372 TB，共配置50個(gè)計(jì)算刀片，運(yùn)算內(nèi)存達(dá)4 TB。

1.2 會(huì)商業(yè)務(wù)流程

重污染天氣預(yù)報(bào)會(huì)商業(yè)務(wù)工作流程如下：空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)展示→氣象實(shí)況和預(yù)報(bào)→數(shù)值預(yù)報(bào)結(jié)果比較→污染源清單查詢→省本級(jí)和全省13市多參數(shù)站實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)→多維度的歷史數(shù)據(jù)分析→人工預(yù)報(bào)修訂(圖1)。

圖1 江蘇省重污染天氣預(yù)報(bào)預(yù)警會(huì)商流程Fig.1 The conference discussion procedure of air quality forecasting & early warning in Jiangsu province

2 預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性評(píng)估技術(shù)方法與討論

為評(píng)價(jià)預(yù)報(bào)結(jié)果的準(zhǔn)確性，擬從相關(guān)性(相關(guān)系數(shù))、絕對(duì)差異和相對(duì)差異3個(gè)方面進(jìn)行統(tǒng)計(jì)[13]。其中，相關(guān)系數(shù)反映了預(yù)報(bào)值和觀測(cè)值的相似程度(公式略)；絕對(duì)差異指標(biāo)主要反映預(yù)報(bào)值和觀測(cè)值的差異大小，其指標(biāo)一般有平均偏差(MB)、平均誤差(ME)、平均平方根誤差(也稱為均方根誤差，RMSE)；相對(duì)差異指標(biāo)則反映每次預(yù)報(bào)值和實(shí)況值的相對(duì)差距，例如,重污染天氣時(shí)污染物濃度基數(shù)較高，其預(yù)報(bào)偏差的絕對(duì)值可能比優(yōu)良天的偏差要大，但相對(duì)差異可能較小，相對(duì)差異指標(biāo)包括平均標(biāo)準(zhǔn)偏差(MNB)、平均標(biāo)準(zhǔn)誤差(MNE)，或者是標(biāo)準(zhǔn)平均偏差(NMB)、標(biāo)準(zhǔn)平均誤差(NME)等。

模式預(yù)報(bào)與實(shí)況之間的偏離有正有負(fù)，適用于統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)的“偏高”或“偏低”，而本項(xiàng)工作主要評(píng)價(jià)一段時(shí)間內(nèi)預(yù)報(bào)結(jié)果準(zhǔn)確與否，故選用“誤差”指標(biāo)中的ME指標(biāo)(公式1)、RMSE(公式2)判斷誤差大小，同時(shí)用MNE指標(biāo)(公式3)反映差異的相對(duì)程度。

式中：Pi均表示模式或人工預(yù)報(bào)值，Oi表示13市國家網(wǎng)城市環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)站審核后的城市日評(píng)價(jià)發(fā)布結(jié)果(實(shí)況觀測(cè)值)。

2.1 模式預(yù)報(bào)和人工預(yù)報(bào)的比較

將2015年13市模式預(yù)報(bào)的PM2.5日均值、O3-8 h、AQI3個(gè)指標(biāo)(未來1 d)和13市每日17∶00人工預(yù)報(bào)(未來1 d)與次日實(shí)際觀測(cè)值進(jìn)行比較，再在13市基礎(chǔ)上取相關(guān)系數(shù)、ME、MNE、RMSE4個(gè)指標(biāo)的全省平均值。結(jié)果顯示：①人工預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度優(yōu)于模式預(yù)報(bào)值，其中，PM2.5日均值、O3-8 h、AQI人工預(yù)報(bào)相關(guān)性的全省平均值比全部模式預(yù)報(bào)結(jié)果的全省平均值分別高出12.8%、0.3%和11.4%，PM2.5日均值、O3-8 h、AQI人工預(yù)報(bào)的ME全省平均值分別比模式預(yù)報(bào)的全省平均值低36.5%、7.2%、32.1%，MNE分別低20.7%、3.1%、23.1%，RMSE分別低35.7%、6.1%、35.6%；②在污染物指標(biāo)的相關(guān)性上，無論模式預(yù)報(bào)還是人工預(yù)報(bào)，均體現(xiàn)出PM2.5預(yù)報(bào)與實(shí)況高于O3-8 h，表明PM2.5趨勢(shì)擬合準(zhǔn)確程度高于臭氧預(yù)報(bào)；③從標(biāo)準(zhǔn)偏差來看，O3-8 h的預(yù)報(bào)偏差>PM2.5預(yù)報(bào)偏差>AQI預(yù)報(bào)偏差，表明O3-8 h的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確程度低于PM2.5預(yù)報(bào)準(zhǔn)確程度(表1)。

表1 2015年全省模式預(yù)報(bào)與人工預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性比較

注：“改進(jìn)幅度”指人工預(yù)報(bào)比模式預(yù)報(bào)的改進(jìn)情況，計(jì)算公式：改進(jìn)幅度=(人工預(yù)報(bào)-模式預(yù)報(bào))×100%/模式預(yù)報(bào);PM2.5、O3-8 h的ME和RMSE統(tǒng)計(jì)單位均為μg/m3，AQI的ME和RMSE統(tǒng)計(jì)無量綱，MNE統(tǒng)計(jì)單位為%。下同。

2.2 各市模式預(yù)報(bào)和人工預(yù)報(bào)比較

使用orgin9.0箱線圖描述2015年全省13市預(yù)報(bào)結(jié)果和實(shí)況的相關(guān)性及誤差指標(biāo)，結(jié)果表明：①PM2.5人工預(yù)報(bào)、PM2.5模式預(yù)報(bào)和實(shí)況的相關(guān)性中位數(shù)均高于O3-8 h和AQI預(yù)報(bào)，表明PM2.5預(yù)報(bào)趨勢(shì)準(zhǔn)確程度在江蘇省高于臭氧污染預(yù)報(bào)；②ME統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，O3-8 h人工預(yù)報(bào)和實(shí)況差異的中位數(shù)和模式預(yù)報(bào)結(jié)果接近，表明人工和模式預(yù)報(bào)偏離程度較小，而AQI和PM2.5預(yù)報(bào)中位數(shù)偏離度較大；③MNE和RMSE統(tǒng)計(jì)指標(biāo)表明，O3-8 h誤差評(píng)價(jià)指標(biāo)均高于PM2.5預(yù)報(bào)結(jié)果，預(yù)報(bào)誤差的離散程度AQI

和京津冀重點(diǎn)城市相比，長三角區(qū)域性空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)研究資料仍然較少[14]，江蘇省沿江8市處于長三角的核心區(qū)域，經(jīng)濟(jì)活動(dòng)、大氣污染排放、下墊面情況在長三角具有良好的區(qū)域代表性，且與蘇北5市有顯著差異。統(tǒng)計(jì)2015年2個(gè)區(qū)域的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性，結(jié)果表明：從相關(guān)性來看，沿江8市PM2.5、O3-8 h的模式預(yù)報(bào)和實(shí)況的相關(guān)系數(shù)分別為0.745 0、0.697 3，低于蘇北5市(0.773 1、0.719 9)；從人工預(yù)報(bào)情況來看，沿江8市PM2.5相關(guān)系數(shù)為0.847 8，高于蘇北5市(0.819 7)，但沿江8市的O3-8 h相關(guān)系數(shù)為0.703 2，仍低于蘇北5市(0.718 0);從誤差角度來看，PM2.5、O3-8 h、AQI的模式預(yù)報(bào)誤差均比蘇北地區(qū)略高；PM2.5和AQI的人工預(yù)報(bào)誤差比蘇北低，O3-8 h仍然低于蘇北5市(表2)。

注：箱線圖中的“—”表示最大值、最小值和中位數(shù)，“□“表示平均值”，“×”分別表示第99百分位數(shù)和1百分位數(shù)；箱體的上沿為75百分位數(shù)，箱體下沿為25百分位數(shù)。圖2 2015年AQI、PM2.5、O3-8 h人工預(yù)報(bào)與模式預(yù)報(bào)結(jié)果Fig.2 The box diagram of prediction accuracy between model and engineer of AQI, PM2.5 and O3-8 h in 2015

表2 江蘇省沿江8市和蘇北5市預(yù)報(bào)結(jié)果比較

2.2 級(jí)別和AQI值預(yù)報(bào)評(píng)分

為定量評(píng)價(jià)某地區(qū)、某日預(yù)報(bào)結(jié)果的準(zhǔn)確性，胡鳴等[14]對(duì)評(píng)分體系進(jìn)行了研究，國家氣象局制定了《城市空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)檢驗(yàn)評(píng)估和考核辦法》，提出了多種評(píng)分辦法。研究引用中國環(huán)境監(jiān)測(cè)總站編寫的《環(huán)境空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)預(yù)警方法技術(shù)指南》中對(duì)城市空氣質(zhì)量評(píng)估方法[13]給預(yù)報(bào)結(jié)果打分，其評(píng)分辦法如下：①AQI評(píng)分：“預(yù)報(bào)AQI值=實(shí)測(cè)AQI值±10”計(jì)為100分，偏差為±(10～15)以內(nèi)，得80分，±(15～20)得60分，超出±20計(jì)0分；②級(jí)別評(píng)分：“預(yù)報(bào)AQI值=實(shí)測(cè)AQI值±10”計(jì)為100分，預(yù)報(bào)級(jí)別與實(shí)測(cè)級(jí)別一致計(jì)為80分，跨級(jí)別預(yù)報(bào)范圍包含實(shí)測(cè)級(jí)別計(jì)為60分，超出以上范圍計(jì)為0分。依據(jù)以上公式，統(tǒng)計(jì)2015年全年江蘇省13市模式預(yù)報(bào)、人工預(yù)報(bào)情況，結(jié)果表明：空氣質(zhì)量實(shí)況為“良”的預(yù)報(bào)結(jié)果較為準(zhǔn)確，模式預(yù)報(bào)對(duì)蘇北地區(qū)預(yù)報(bào)結(jié)果較為準(zhǔn)確，蘇南地區(qū)預(yù)報(bào)結(jié)果準(zhǔn)確性較低，人工預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性比模式預(yù)報(bào)結(jié)果準(zhǔn)確性有所提高。經(jīng)計(jì)算匯總，2015年江蘇省13個(gè)地級(jí)市總體得分見表3。

表3 江蘇省空氣質(zhì)量AQI指數(shù)預(yù)報(bào)級(jí)別預(yù)報(bào)和評(píng)分

3 提高預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性的方法及其結(jié)果

為提高預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性，江蘇省從及時(shí)開展預(yù)報(bào)更新，提高主觀能動(dòng)性，優(yōu)化業(yè)務(wù)化運(yùn)行的模式系統(tǒng)參數(shù)配置，提高數(shù)值模式客觀預(yù)報(bào)準(zhǔn)確程度等方面進(jìn)行了優(yōu)化，結(jié)果如下：

3.1 開展07∶00預(yù)報(bào)更新

江蘇省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心建議每市自2015年1月1日起，每日07∶00之前，根據(jù)昨夜今晨的大氣污染擴(kuò)散與區(qū)域傳輸情況，以及氣象條件的變化，如果判斷當(dāng)日空氣質(zhì)量級(jí)別將與昨日預(yù)報(bào)結(jié)果相差一個(gè)級(jí)別以上，則需要對(duì)當(dāng)日預(yù)報(bào)結(jié)果進(jìn)行更新，并修改當(dāng)日07∶00—23∶00時(shí)段的預(yù)報(bào)結(jié)果，而當(dāng)日00∶00—06∶00的預(yù)報(bào)結(jié)果仍采用昨日17∶00預(yù)報(bào)值。通過統(tǒng)計(jì)，2015年13市均及時(shí)開展了必要的預(yù)報(bào)更新工作，更新后，當(dāng)日13市PM2.5日均值、O3-8 h、AQI預(yù)報(bào)值與實(shí)況比較相關(guān)系數(shù)的全省平均值比昨日17∶00預(yù)報(bào)提高了0.5%～3.6%，ME、MNE、RMSE等誤差偏離程度比昨日17∶00分別下降1.9%～4.1%、0.9%～4.0%、1.4%～4.3%；從指標(biāo)上來看，PM2.5、AQI指標(biāo)改進(jìn)幅度較高，ME減少了1.9%、4.1%，O3-8 h改進(jìn)幅度較低，ME減少1.6%，見表4。

表4 2015年07∶00預(yù)報(bào)更新準(zhǔn)確率結(jié)果

注：“改進(jìn)幅度”表示07∶00預(yù)報(bào)修改后，更新后的當(dāng)日預(yù)報(bào)結(jié)果中00∶00—06∶00為昨日預(yù)報(bào)結(jié)果，07∶00—23∶00為更新后的預(yù)報(bào)值。

為比較各市07∶00預(yù)報(bào)更新后，準(zhǔn)確度提高的效果，依據(jù)前述評(píng)分辦法，對(duì)13市2015年1—6月各市預(yù)報(bào)員07∶00預(yù)報(bào)級(jí)別為“良”的級(jí)別得分、AQI得分進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)不同城市預(yù)報(bào)技術(shù)人員預(yù)報(bào)更新仍有較顯著差異(-1.3～8.4分)，雖然部分城市改進(jìn)效果有限，但徐州等市預(yù)報(bào)員AQI指數(shù)預(yù)報(bào)改進(jìn)得分顯著高于其他城市。鑒于此，江蘇省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心在2015年下半年將徐州等市預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)(驗(yàn)證大氣擴(kuò)散條件、判斷未來12 h各污染物的變化趨勢(shì)、研判擴(kuò)散條件等)在各市預(yù)報(bào)員中予以推薦、普及和討論，使下半年各市空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)07∶00 預(yù)報(bào)更新后的級(jí)別評(píng)分有了進(jìn)一步提高。經(jīng)進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)，全年級(jí)別為“良”時(shí)，各市提高分值在0.3～12.0分，比上半年有一定提高，這表明在預(yù)報(bào)員主觀因素方面，開展及時(shí)預(yù)報(bào)更新、交流預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)，能夠積極、有效提高空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)結(jié)果的準(zhǔn)確度(表5)。部分城市預(yù)報(bào)基礎(chǔ)較好，17∶00準(zhǔn)確程度較高(南京等)，因此，盡管07∶00之前有一定更新，但更新后所提高的分值并不高(南京0.4分、揚(yáng)州1.4分)。

表5 江蘇省13城市空氣質(zhì)量級(jí)別為“良”時(shí)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率

注：“改進(jìn)分值”表示當(dāng)日07∶00預(yù)報(bào)更新后，評(píng)價(jià)全天準(zhǔn)確性所得分?jǐn)?shù)比前一日17∶00預(yù)報(bào)結(jié)果所得分?jǐn)?shù)的改進(jìn)情況。

3.2 改進(jìn)業(yè)務(wù)化運(yùn)行模式的參數(shù)設(shè)置

大氣運(yùn)動(dòng)場(chǎng)釋放到大氣中污染物濃度的預(yù)報(bào)都含有不確定性，減少氣象資料誤差、排放資料誤差，提高各種物理和化學(xué)過程描述的準(zhǔn)確性，都是提高數(shù)值預(yù)報(bào)模型性能的重要途徑[15-16]?；?015、2016年上半年的觀測(cè)數(shù)據(jù)積累，江蘇省從排放源、化學(xué)反應(yīng)機(jī)制2個(gè)方面，對(duì)業(yè)務(wù)化運(yùn)行的NAQPMS模式進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化：

1)輸入排放源優(yōu)化了3個(gè)方面:①基于清華大學(xué)排放源更新數(shù)據(jù)，修訂MEIC輸入排放源的垂直分層參數(shù)，調(diào)整適應(yīng)模式中CBM-Z化學(xué)機(jī)制的化學(xué)成分映射參數(shù)；②耦合江蘇省本地排放清單數(shù)據(jù)，優(yōu)化江蘇省內(nèi)排放源時(shí)空分布以及排放強(qiáng)度；③針對(duì)江蘇省本級(jí)，設(shè)置排放源測(cè)試方案，對(duì)模式開展調(diào)試評(píng)估，并將調(diào)整后排放源及輸入?yún)?shù)予以應(yīng)用。

2)優(yōu)化模式中氣溶膠化學(xué)機(jī)制參數(shù)。研究發(fā)現(xiàn)，2015年業(yè)務(wù)化系統(tǒng)中二次無機(jī)氣溶膠的生成速率參數(shù)(氣相化學(xué)和非均相化學(xué)動(dòng)力參數(shù))是基于歐美國家和所研究發(fā)布的相關(guān)系數(shù)、轉(zhuǎn)換速度與江蘇省實(shí)際情況相比，高出1～2個(gè)數(shù)量級(jí)，這可能是導(dǎo)致2015年業(yè)務(wù)化運(yùn)行的NAQPMS模式中二次無機(jī)氣溶膠(特別是硝酸鹽、氨鹽、硫酸鹽)占比高估的原因。因此，參考中科院化學(xué)所煙霧箱實(shí)驗(yàn)以及北京大學(xué)在珠三角的外場(chǎng)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)測(cè)試結(jié)果修訂了2014年以來業(yè)務(wù)化運(yùn)行的NAQPMS模式運(yùn)行參數(shù)，使硝酸鹽二次生成濃度有所降低，更接近江蘇省實(shí)際觀測(cè)結(jié)果，從而間接提高了二次無機(jī)氣溶膠(硝酸鹽、硫酸鹽和氨鹽)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性。

2016年9月19日完成模式升級(jí)，將2016年9月20日—12月1日預(yù)報(bào)結(jié)果與2015年同期進(jìn)行比較(表6)。結(jié)果表明：通過改進(jìn)模式參數(shù)設(shè)置，PM2.5、O3-8 h、AQI預(yù)報(bào)值和實(shí)際觀測(cè)值的相關(guān)性與去年同比分別提高了20.6%、4.7%、25.3%，MNE降低了3.6%、45.5%、8.2%。進(jìn)一步分析顯示，2016年10月江蘇省降雨量超過往年降雨量四成以上，創(chuàng)歷史最高降雨量，全省空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)率達(dá)到98.5%，使PM2.5濃度觀測(cè)結(jié)果處于較低水平，從而使MNE計(jì)算基數(shù)低，同比提高幅度明顯低于ME同比降幅，這表明業(yè)務(wù)化運(yùn)行的數(shù)值模式在降雨量突然增加的情況下，模擬低濃度PM2.5的敏感性仍有待提高。

表6 業(yè)務(wù)化運(yùn)行的NAQPMS模式改進(jìn)后預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性

4 總結(jié)

1)對(duì)2015、2016年江蘇省模式預(yù)報(bào)和人工預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性進(jìn)行比較分析，采用1 d預(yù)報(bào)值與實(shí)況比較的方式，選取相關(guān)系數(shù)、ME、MNE、RMSE4項(xiàng)統(tǒng)計(jì)學(xué)指標(biāo)，統(tǒng)計(jì)了江蘇省13個(gè)地級(jí)市PM2.5、O3-8 h、AQI的數(shù)值模式預(yù)報(bào)結(jié)果以及基于數(shù)值模式、由各市預(yù)報(bào)員實(shí)際發(fā)布的人工預(yù)報(bào)結(jié)果。結(jié)果表明，人工預(yù)報(bào)比模式預(yù)報(bào)更為準(zhǔn)確。

2)從地區(qū)上來看，江蘇省蘇南和沿江城市PM2.5、O3-8 h模式預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性低于蘇北城市，但蘇南和沿江城市人工預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性總體上高于蘇北城市；從指標(biāo)來看，全省PM2.5預(yù)報(bào)準(zhǔn)確程度高于全省O3-8 h預(yù)報(bào)。

3)計(jì)算分析了主觀性提高預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性工作方法(開展預(yù)報(bào)更新)，以及客觀性提高準(zhǔn)確性的技術(shù)方法(調(diào)整經(jīng)典模式參數(shù))改進(jìn)提高的分值和比例，證明2種方法均有助于提高空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。

4)開展次日更新后，2015年上半年空氣質(zhì)量級(jí)別為“良”天數(shù)的全省綜合得分提高了0.9分，徐州市預(yù)報(bào)改進(jìn)分值最高，為8.4分，相關(guān)技術(shù)和預(yù)報(bào)會(huì)商經(jīng)驗(yàn)得到推廣后，使2015年空氣質(zhì)量為“良”天數(shù)的全省綜合得分平均提高了2.6分，改進(jìn)分值進(jìn)一步提高。

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