1、近年來，大氣環(huán)境污染問題受到了廣泛的關注，空氣質量模式是進行預警預報的重要手段，但其預報結果仍具有很大的改進空間。資料同化方法在大氣化學模式的應用是當前國際上的一個研究熱點，它為改善模式預報精度提供了一種有效的方法。隨著技術的發(fā)展，從應用簡單、背景場誤差定常的最優(yōu)插值法發(fā)展到考慮背景場誤差隨時間變化的集合卡爾曼濾波，資料同化方法被廣泛應用于模式各種不確定性因素的訂正。本文采用WRF-CMAQ對2013年12月珠三角的二氧化硫(SO2)進

2、行模擬，利用最優(yōu)插值法(OI)和集合均方根法(EnSRF)對SO2開展初始場同化預報試驗，對比不同方法的同化效果，對初始場同化效果進行系統(tǒng)分析，并初步討論初始場同化對模式預報的影響。取得的主要科學認識與結論有:
　　(1)WRF-CMAQ的模擬結果表明，模式對氣象要素模擬較好，對SO2的模擬整體偏高。背景場分析結果表明背景場誤差高值區(qū)主要位于江門一帶，模式對邊界層內特別400m以下SO2的模擬不確定性較大。集合預報所得背景場誤差的

3、變化趨勢與濃度場變化趨勢一致。
　　(2)對同化站點數和相關尺度的敏感性試驗結果進行分析發(fā)現，同化站點的均方根誤差隨著同化站點數的增多而增大，相比于未同化時的誤差均有所減小。分析場的誤差隨相關尺度的增大而變大。試驗時間段內最優(yōu)化尺度為20km，在同樣的相關性下，EnSRF方法對初始場的訂正效果要優(yōu)于OI方法。
　　(3)對比OI與EnSRF方法對初始場的同化效果，同化后站點的平均相對誤差和均方根誤差均有所下降，同化站點和檢驗

4、站點的均方根誤差分別下降73％和38％左右。同化調整了污染物濃度場的分布型態(tài)，與觀測場更為吻合，為模式提供了與實際更接近的初始場。EnSRF方法對污染過程的調整效果優(yōu)于OI方法，對清潔過程的訂正效果則相反。整體上，EnSRF方法對SO2的初始場改善效果要優(yōu)于OI方法。
　　(4)對比OI與EnSRF所得分析場對預報場的影響，同化預報試驗的誤差均比未同化的預報場的要小，相關性有所提高。兩種方法對預報場的優(yōu)化效果相近，其中EnSRF方

5、法所得預報場的誤差較小。
　　(5)運用OI方法進行不同站點數目的6小時同化預報試驗，發(fā)現同化初值對SO2模擬偏高有所緩解。預報1-6小時的均方根誤差相對于未同化試驗的降低幅度從80％減少到4％，隨著預報時間增加，不同站點數方案的預報場間差異逐漸減小。
　　(6)初始值擾動對大氣化學模式的影響較小，初始值差異隨同化模擬而逐漸減小，集合離散度迅速減小，EnSRF方法出現濾波發(fā)散問題，12小時后無法繼續(xù)進行后續(xù)同化預報。擬進一步