排放源清单与大气化学传输模型的不确定性分析

本书以大气污染物排放源清单和大气化学传输模型为对象，针对不确定性分析过程中的一系列问题，系统介绍不确定性分析的概念、排放源清单和大气化学传输模型的不确定性分析方法、关键不确定性来源识别、排放源清单QA/QC与质量评估等内容，为相关专业人员或管理人员认识和理解排放源清单编制和大气化学传输模型的不确定性、改进大气化学传输模型、提升排放源清单质量、科学利用排放源清单和模型研究结果制定政策措施提供参考和指导。本书构建的方法同样适合用于温室气体排放源清单的不确定性分析与改进，为量化和评估不同尺度的温室气体排放源清单不确定性，推动温室气体排放源清单编制的规范化提供借鉴和参考。本书可供大气科学、环境科学、大气污染控制等领域的科研人员和广大师生，以及从事环境保护事业的管理人员等阅读参考。

丛书序
序一
序二
前言
第1章绪论1
1.1不确定性1
1.2不确定性分析4
1.2.1不确定性分析的基本概念4
1.2.2不确定性分析的作用和重要性5
1.2.3关于不确定性分析需要特别说明的几点问题7
1.2.4与敏感性分析的联系与区别9
1.3大气排放源清单及不确定性10
1.3.1大气排放源清单的基本概念10
1.3.2大气排放源清单建立及不确定性12
1.3.3排放源清单不确定性研究进展15
1.4排放源清单编制的QA/QC与质量评估18
1.5大气化学传输模型及不确定性20
1.5.1大气化学传输模型20
1.5.2大气化学传输模型的不确定性22
1.5.3大气化学传输模型的不确定性分析研究进展24
参考文献28
第2章不确定性分析的相关概念与方法36
2.1不确定性来源的分类36
2.2不确定性的描述与量化38
2.2.1不确定性的描述38
2.2.2常见的概率分布模型41
2.2.3参数估计方法49
2.2.4分布拟合优度检验50
2.3不确定性的传递方法51
2.3.1蒙特卡罗方法52
2.3.2拉丁超立方抽样53
2.3.3响应曲面法53
2.3.4泰勒级数展开分析法54
2.4重要不确定性源度量方法56
2.5其他相关概念与术语57
参考文献59
第3章大气排放源清单不确定性分析62
3.1排放源清单不确定性来源62
3.1.1定义不确定性63
3.1.2参数不确定性65
3.1.3模型不确定性68
3.2排放源清单不确定性分析方法的分类69
3.3定性不确定性分析方法71
3.3.1直接列举法71
3.3.2数据质量评级方法71
3.4半定量不确定性分析方法73
3.4.1数据属性评级系统74
3.4.2数据质量指数76
3.4.3NUSAP78
3.4.4半定量不确定性分析方法的优势与不足80
3.4.5半定量不确定性分析方法案例81
3.5定量不确定性分析方法83
3.5.1定量不确定性分析的框架84
3.5.2清单输入参数不确定性的量化85
3.5.3排放源清单不确定性传递方法91
3.5.4关键不确定性来源的识别方法93
3.5.5不确定性分析工具AuvToolPro2.0介绍94
3.5.6定量不确定性分析方法案例95
3.6排放源清单不确定性沟通100
3.6.1不确定性沟通的主要内容100
3.6.2不确定性沟通的表达方式102
3.6.3不确定性沟通的注意要点104
参考文献105
第4章排放因子不确定性数据集110
4.1排放因子数据集及其问题110
4.2排放因子不确定性数据集的建立117
4.2.1排放因子不确定性数据集的建立原则117
4.2.2排放因子不确定性数据集的构建思路119
4.2.3排放因子不确定性数据集的数据来源119
4.2.4排放因子不确定性数据集的结构121
4.2.5排放因子数据预处理与不确定性量化122
4.3重点源排放因子不确定性数据集123
4.3.1有机溶剂使用源124
4.3.2电厂排放源127
4.3.3道路移动源129
4.3.4生物质燃烧源134
4.4应用案例：广东省大气污染物排放源清单不确定性分析与量化138
4.4.12017年广东省大气污染物排放源清单编制总体思路与特点138
4.4.22017年广东省大气污染物排放源清单活动水平不确定性量化139
4.4.32017年广东省大气污染物排放源清单及不确定性141
参考文献144
第5章排放源清单的质量保证与质量控制148
5.1排放源清单QA/QC框架流程148
5.2排放源清单QC内容与方法152
5.2.1排放源清单QC内容与标准152
5.2.2排放源清单QC方法153
5.3排放源清单QA内容与方法157
5.3.1专家评审157
5.3.2公开评审158
5.3.3质量审计158
5.4主要排放源QA/QC要点159
5.4.1固定燃烧源159
5.4.2工业过程源161
5.4.3有机溶剂使用源163
5.4.4道路移动源165
5.4.5非道路移动源167
5.4.6生物质燃烧源168
5.4.7扬尘源170
5.4.8农牧源171
5.4.9存储与运输源173
参考文献174
第6章排放源清单编制工作的质量评估175
6.1排放源清单编制工作质量评估的需求与难点175
6.2排放源清单编制工作质量评估体系建立的关键问题与原则177
6.3排放源清单编制工作质量的评估体系180
6.3.1排放源清单编制工作的评估内容181
6.3.2排放源清单编制质量的评估指标182
6.3.3排放源清单编制工作的评估方法189
6.4排放源清单质量评估案例195
6.4.1质量评估指标选择195
6.4.2质量评估指标赋值196
6.4.3质量评估指标权重200
6.4.4质量评估结果量化201
6.4.5等级评估与结果分析202
6.5排放源清单编制质量评估的建议203
参考文献204
第7章大气化学传输模型的不确定性分析205
7.1模型不确定性来源205
7.1.1模型的发展与不确定性205
7.1.2输入参数不确定性209
7.1.3模型结构不确定性212
7.2大气化学传输模型不确定性分析方法框架218
7.3模型敏感性分析221
7.3.1OAT222
7.3.2DDM/HDDM和伴随法223
7.4不确定性来源量化方法224
7.4.1排放源清单的不确定性量化方法225
7.4.2气象参数和边界条件的不确定性量化方法225
7.4.3化学反应速率的不确定性量化方法226
7.4.4模型结构的不确定性量化方法228
7.5不确定性传递方法229
7.5.1HDDM-RFM简化模型法229
7.5.2基于随机响应曲面的简化模型法（SRSM-RFM）230
7.5.3集合模拟与简化模型结合方法（Ensemble-RFMs）233
7.6不确定性结果评价234
7.7不确定性溯源方法239
参考文献240
第8章大气化学传输模型高效不确定性传递方法250
8.1高效不确定性传递方法的重要性250
8.2不确定性传递方法的现状及不足251
8.2.1基于随机模拟的不确定性传递方法252
8.2.2基于统计的简化模型方法253
8.2.3基于泰勒级数展开的简化模型方法255
8.3传递准确性改进：逐步HDDM-RFM方法257
8.3.1逐步HDDM-RFM方法的构建思路257
8.3.2逐步HDDM-RFM方法评价260
8.4HDDM-SRSM方法267
8.4.1HDDM-SRSM方法的构建思路267
8.4.2HDDM-SRSM的不确定性传递评价271
8.4.3高阶HDDM-SRSM的过度拟合问题274
8.5HDDM-SRSM与逐步HDDM-RFM对比276
8.5.1不确定性传递效率对比276
8.5.2不确定性传递准确性对比278
8.5.3逐步HDDM-RFM和HDDM-SRSM的适用范围279
参考文献280
第9章大气化学传输模型定量不确定性分析案例与应用282
9.1区域概况282
9.2珠江三角洲PM2.5模拟的不确定性量化284
9.2.1模拟系统搭建284
9.2.2模拟系统评价287
9.2.3模拟的重要敏感性输入识别289
9.2.4输入参数的不确定性量化293
9.2.5RFM模型构建与不确定性传递295
9.2.6模拟结果的不确定性量化295
9.3珠江三角洲PM2.5模拟不确定性诊断297
9.3.1结合观测数据的PM2.5模拟不确定性诊断297
9.3.2模拟关键不确定性来源识别301
9.4基于地基观测数据融合的珠江三角洲PM2.5模拟改进303
9.4.1边界条件改进思路303
9.4.2数据融合方法建立305
9.4.3数据融合方法的应用与评价308
9.4.4数据融合对珠江三角洲数值模拟的改进效果310
9.5不确定性分析与空气质量概率预报312
9.5.1空气质量概率预报的作用与方法312
9.5.2案例展示314
参考文献316
第10章展望与建议318
10.1排放源清单不确定性分析发展展望与建议318
10.2大气化学传输模型不确定性分析展望与建议324
10.3不确定性沟通展望与建议328
附录AuvToolPro2.0关键算法与主要功能模块329
索引336
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