国家碳达峰碳中和(双碳)目标对未来大气污染治理、气候资源开发和气候风险适应提出了新的要求。第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)基于不同共享社会经济路径(SSP)及人为排放趋势,提供了多模式、多情景的未来气候预估数据,为评估气候变化背景下大气污染和风能、太阳能资源演变提供了重要基础。与此同时,《美丽中国建设“十五五”规划》明确提出以碳达峰碳中和为牵引,协同推进降碳、减污、扩绿、增长。如何利用CMIP6全球气候预估数据,结合误差订正、动力降尺度和WRF-Chem区域气象—化学耦合模拟技术,科学预估未来大气污染与新能源气候资源的时空演变,已成为环境、生态、气候和能源气象领域的重要前沿课题。
专题一、CMIP6多情景数据获取、质量控制与误差订正
1)双碳背景下未来气候变化与污染协同预估的基本思路
2)国际耦合模式比较计划(CMIP)发展历程、情景体系及科学意义
3)CMIP6数据平台、模式筛选、变量选择与数据获取
4)CMIP6数据格式、时间频率、坐标单位和数据质量检查
5)基准期选择、观测资料匹配及常用误差订正方法
6)CMIP6数据插值、格式转换工具及其安装使用
7)多模式集合、不确定性来源及CMIP7发展动态简介
专题二、WRF-Chem区域气象—化学耦合模拟理论基础
1)WRF-Chem研发历程、主要功能、模式结构及典型应用
2)区域气象—化学耦合机制及其对污染、辐射和边界层过程的影响
3)WRF-Chem在PM2.5、臭氧、风能太阳能资源和碳氮沉降模拟中的应用
4)物理过程、气相化学机制与气溶胶方案的适用条件及局限
5)CMIP6驱动WRF-Chem的科学定位:动力降尺度与区域化学耦合
6)模式运行所需基础数据、研究区选择与整体实验流程
专题三、Linux系统环境配置与模式运行基础
1)Linux操作系统:目录、文件、权限、进程及常用操作命令
2)操作系统环境检查、软件源配置与基础依赖安装
3)编译器、并行环境及模式依赖库的总体设置
4)WRF-Chem编译所需前置软件、工具及环境变量配置
5)运行环境一致性检查、常见错误识别与处理方法
专题四、WRF-Chem模式编译、安装与方案配置
1)WRF-Chem编译安装整体流程及版本兼容性说明
2)WPS模块核心功能、模拟区域、投影方式、分辨率及静态地理数据设置
3)再分析气象数据准备、WPS编译安装与前处理操作
4)WRF-Chem主模式编译、测试算例运行及安装结果验证
5)物理过程、气相化学机制与气溶胶模拟方案选择及常见编译问题
专题五、WRF-Chem排放处理与模式运行全流程
1)人为源与自然源排放数据介绍及污染物物种对应关系
2)结合实际案例详解WRF-Chem运行全流程
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模式变量与输出诊断设置
²化学机制与气溶胶方案对比
²排放数据空间分配、时间分配与物种分配
²未来排放情景构建及其WRF-Chem输入处理
²初始场、边界条件及namelist.input配置
²不同化学机制下的模式运行与结果对比
3)模拟区域、嵌套层、时间步长和spin-up设置
4)实际操作:案例运行、结果提取、日志检查与重启运行
5)模式嵌套运行方法及常见运行问题排查
专题六、CMIP6与WRF-Chem数据转换、融合及一致性检查
1)CMIP6与WRF-Chem数据格式、变量结构及坐标体系
2)变量映射、单位转换及时间日历处理
3)气压层—模式层插值与标准中间格式生成
4)静态地理场、海陆分布及边界条件一致性检查
5)多源数据融合、质量控制与结果可视化检查
专题七、CMIP6驱动WRF-Chem的未来多情景模拟实验设计
1)CMIP6驱动WRF-Chem的前处理流程与参数设置
2)历史基准期与未来多情景实验设计
3)气象和化学初始场、边界条件数据前处理
4)未来排放情景与自然源排放协同设置
5)多模式集合、敏感性实验与模拟质量控制
6)基于CMIP6的WRF-Chem未来预估模拟运行
7)预估结果合理性检查、初步分析与可视化
专题八、污染—气候协同与风能、太阳能资源评估案例
1)模拟结果提取、统计分析与可视化表达
2)模式验证、误差订正效果与不确定性分析
²历史基准期验证及订正前后对比
²多情景污染物时空演变及污染—气候协同机制
²太阳能资源评估:辐射分量、光伏潜力及气溶胶影响
²风能资源评估:轮毂高度风速、风功率密度与容量系数
²污染物演变、碳氮沉降、规划环评与污染溯源
²辐射反馈及其对气象、污染和能源资源评估的影响
3)综合案例成果组织、报告撰写思路、问题交流与答疑