GEOS-Chem中船舶PM2.5排放的定制化模拟方法

GEOS-Chem中船舶PM2.5排放的定制化模拟方法

【免费下载链接】geos-chem GEOS-Chem "Science Codebase" repository. Contains GEOS-Chem science routines, run directory generation scripts, and interface code. This repository is used as a submodule within the GCClassic and GCHP wrappers, as well as in other modeling contexts (external ESMs). 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ge/geos-chem

在GEOS-Chem大气化学传输模型中，研究人员经常需要针对特定排放源进行独立模拟。本文以船舶PM2.5排放为例，详细介绍如何配置模型实现仅模拟自定义船舶排放的场景。

核心配置要点

1. HEMCO配置优化

   • 在HEMCO_Config.rc文件中，需要关闭所有非必要排放源，仅保留自定义船舶排放
   • 必须显式启用自定义排放类别（如MY_SHIP）
   • 气象场和化学输入需保持开启状态以确保传输和化学过程正常运作

2. 排放清单设置

   • 基础排放应使用扩展编号0
   • 时间插值方式建议采用"C"（常数）而非"R"（循环），除非进行多年连续模拟
   • 排放单位需明确指定为kg/m2/s

3. 诊断输出配置

   • 通过HEMCO_Diagn.rc文件输出排放诊断
   • 诊断变量需与基础排放使用相同的扩展编号
   • 可自定义输出变量的名称、单位和描述信息

典型配置示例

# HEMCO_Config.rc关键配置
--> SHIP                   : true
--> MY_SHIP                : true

# 自定义排放条目
0 SHIP_PM25 $ROOT/MY_SHIP/2023-PM25.nc PM25 2023/1/1/0 C xy kg/m2/s PM25 - 10 1

# HEMCO_Diagn.rc配置
SHIP_PM25 PM25 0 10 -1 2 kg/m2/s SHIP_PM25_EMIS

技术细节解析

1. 排放类别编号

   • 类别编号10表示船舶排放，这是GEOS-Chem的标准分类
   • 保持标准分类有助于后续结果分析和比较

2. 时间处理方式

   • "C"表示常数时间插值，适用于单年模拟
   • 若需多年模拟，应考虑使用时间序列文件

3. 网格匹配

   • 自定义排放文件需与模型网格完全匹配（如2°×2.5°）
   • 时间分辨率（日变化）也需与模型时间步长相协调

常见问题解决方案

1. 排放未被识别

   • 检查是否启用MY_SHIP开关
   • 确认扩展编号使用0作为基础排放

2. 浓度输出异常

   • 验证气象场是否正常加载
   • 检查化学机制是否包含PM2.5相关物种

3. 诊断文件为空

   • 确保DiagnFreq设置为End
   • 检查输出路径权限

通过以上配置，研究人员可以精确模拟特定船舶排放对区域空气质量的影响，为海事排放管控政策提供科学依据。这种定制化方法同样适用于其他点源或面源排放的情景研究。

【免费下载链接】geos-chem GEOS-Chem "Science Codebase" repository. Contains GEOS-Chem science routines, run directory generation scripts, and interface code. This repository is used as a submodule within the GCClassic and GCHP wrappers, as well as in other modeling contexts (external ESMs). 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ge/geos-chem