GEOS-Chem项目中NEI2016排放清单的昼夜尺度处理方法解析

GEOS-Chem项目中NEI2016排放清单的昼夜尺度处理方法解析

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

引言

在GEOS-Chem大气化学模型中，准确处理排放源的时空变化对于模拟结果至关重要。美国国家排放清单(NEI)作为重要的排放数据源，其2016版本(NEI2016)被广泛应用于北美地区的空气质量模拟。本文将深入解析GEOS-Chem项目中如何处理NEI2016排放清单的昼夜变化尺度。

NEI2016排放数据处理流程

GEOS-Chem通过HEMCO(哈佛排放组件)系统处理排放数据。对于NEI2016排放清单，模型采用了一系列尺度因子来表征排放的时间变化特征，包括：

1. 昼夜变化(小时尺度)
2. 周变化(星期尺度)
3. 年际变化(用于将基准年2016数据扩展到其他年份)

昼夜尺度处理机制

在HEMCO配置文件中，NEI2016排放数据的处理通过特定编码实现。以道路运输NOx排放为例，配置行中的"115/25/210/251/1007"序列包含了多个尺度因子：

• 115号因子：将原始数据中的NO2质量转换为NO
• 25号因子：应用当地时间的小时尺度变化
• 210号因子：应用星期尺度变化(基于NEI99_DOW_NOX)
• 251号因子：实现年份扩展(将2016基准年数据扩展到2002-2020年)
• 1007号因子：应用空间掩膜

星期尺度因子的实现

GEOS-Chem采用了来自NEI2005的星期尺度因子文件，该文件包含多种污染物的星期变化模式。这些因子被组织在NEI2016_MONMEAN配置块中，例如：

• 210号：NOx的星期变化
• 211号：CO的星期变化
• 212号：ALK4的星期变化
• ...(其他污染物类似)

这些因子文件基于1999年的NEI数据生成，虽然不完全匹配NEI2016，但为模型提供了合理的星期变化特征。

技术考量与建议

1. 数据精度：当前使用的昼夜和星期尺度因子部分继承自早期NEI版本，对于追求最高精度的用户，建议直接从EPA获取原始时间解析数据。

2. 替代数据源：EPA已发布更新的2022v1排放建模平台数据，可能包含更精确的时间解析信息。

3. 自定义实现：高级用户可以根据实际需求，通过修改HEMCO配置文件中的尺度因子编号和路径，实现自定义的时间变化模式。

结论

GEOS-Chem通过HEMCO系统提供了灵活而强大的排放数据处理能力。对于NEI2016排放清单，模型采用多层次的时间尺度因子来表征排放的昼夜和周变化特征。理解这些处理机制有助于研究人员更好地配置模型，并根据具体需求进行定制化调整，从而获得更准确的模拟结果。

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