Link Search Menu Expand Document
Focus on Air Quality

臺灣地區CMAQ預報實作之比較

Table of contents

背景

  • 雖然環保署公告了所謂的「公版模式」，主要用意是在環評、許可審查過程中增加模式的可比較性、提高模式計算的效率、降低技術顧問的進入門檻，但遭遇的問題還不少。這就是本文想討論的主題。
  • 實務上模式應用最多的場域，不是環評、許可審查過程提交的開發計畫模擬，而是每天的空氣品質模式預報作業。比較這兩種模式應用如下：
項目增量模擬減量模擬空品預報
時間情境過去過去未來
IC實測實測實測或全球模式之預報
BC實測實測全球模式之預報
氣象再分析/FDDA再分析/FDDA氣象預報
背景排放清冊清冊清冊+預測
標的計畫開發計畫減量策略(無)
  • 目前網路上可搜尋到的空品預報網站，大多為接收GFS、CAMS等全球或區域的預報結果。

友站圖檔之定期下載

ses 預報

sinica 預報

  f=D2_PM25.gif
  if [[ -e $f ]];then rm -f $f;fi
  /usr/bin/wget -q https://rcec.sinica.edu.tw/aqrc_webimg/$f

ncu 預報

  • 國家災害防救科技中心NCDR懸浮微粒模式
  • 提供了中國東南沿海及臺灣2個domain
  • 每天約9:30及21:30更新，10及22點鐘定期自NCDR下載png檔案、另組成gif檔案上傳github Pages
#kuang@DEVP /nas2/cmaqruns/2022fcst/grid03/cctm.fcst/daily/jfy
#$ cat jfy.cs
GIT=/usr/bin/git
gtd=~/GitHubRepos/sinotec2.github.io
TOKEN=$(cat ~/bin/git.token)

cd /nas2/cmaqruns/2022fcst/grid03/cctm.fcst/daily/jfy
today=$(date -d -0day +%Y%m%d)
BEGD=$(date -d "$today -0days" +%Y-%m-%d)
BEGH=$(date -d "$today +2hours" +%Y%m%d%H)
YM=$(date -d "$BEGD" +%Y%m)
rm -f *.png
for ((i=4;i<76; i+=1));do
  ymdh=$(date -d "${BEGD} +${i}hours" +%Y%m%d%H)
  /usr/bin/wget -q https://watch.ncdr.nat.gov.tw/00_Wxmap/8F4_CMAQ/${YM}/${BEGH}/ncdr-PM25_d03_$ymdh.png
done
/usr/bin/convert -delay 30 -dispose 2 -coalesce +repage -background none *.png jfy${BEGH}.gif
cp jfy${BEGH}.gif $gtd/cmaq_forecast/grid03/jfy.gif

cd $gtd
$GIT pull
$GIT add cmaq_forecast/grid03/jfy.gif
$GIT commit -m "update jfy${BEGH}.gif"
$GIT push https://sinotec2:$TOKEN@github.com/sinotec2/sinotec2.github.io.git master >> ~/bat.log
  • d03 vs d02 命名方式之差異
kuang@DEVP /nas2/cmaqruns/2022fcst/grid03/cctm.fcst/daily/jfy
$ diff jfy.cs /nas2/cmaqruns/2022fcst/grid09/cctm.fcst/daily/jfy/jfy.cs
5c5
< cd /nas2/cmaqruns/2022fcst/grid03/cctm.fcst/daily/jfy
---
> cd /nas2/cmaqruns/2022fcst/grid09/cctm.fcst/daily/jfy
13c13
<   /usr/bin/wget -q https://watch.ncdr.nat.gov.tw/00_Wxmap/8F4_CMAQ/${YM}/${BEGH}/ncdr-PM25_d03_$ymdh.png
---
>   /usr/bin/wget -q https://watch.ncdr.nat.gov.tw/00_Wxmap/8F4_CMAQ/${YM}/${BEGH}/ncdr-PM25_d02_$ymdh.png
16c16
< cp jfy${BEGH}.gif $gtd/cmaq_forecast/grid03/jfy.gif
---
> cp jfy${BEGH}.gif $gtd/cmaq_forecast/grid09/jfy.gif
20c20
< $GIT add cmaq_forecast/grid03/jfy.gif
---
> $GIT add cmaq_forecast/grid09/jfy.gif
  • jfy_mac.cs
    • 這個版本是Mac上運作的版本，除了按照Mac的date指令進行修改之外，還依序進行grid09及grid03 兩層網格之下載、轉檔、與網頁更新。
    • 適用在任何時間的下載，程式會自行判斷下載正確版本的模擬結果
kuang@125-229-149-182 /Users/cmaqruns/2022fcst/grid09/cctm.fcst/daily/jfy
$ diff jfy.cs jfy_mac.cs
2c2
< gtd=~/GitHubRepos/sinotec2.github.io
---
> gtd=~/GitHub/sinotec2.github.io
3a4,5
> WGET=/opt/local/bin/wget
> CVRT=/usr/local/bin/convert
5,9c7,23
< cd /nas2/cmaqruns/2022fcst/grid03/cctm.fcst/daily/jfy
< today=$(date -d -0day +%Y%m%d)
< BEGD=$(date -d "$today -0days" +%Y-%m-%d)
< BEGH=$(date -d "$today +2hours" +%Y%m%d%H)
< YM=$(date -d "$BEGD" +%Y%m)
---
> bh=14
> if [[ $H -ge 10 && $H -le 21 ]];then bh=2;fi
> eh=$(( $bh + 72))
> today=$(date +%Y%m%d)
> today=$(echo ${today}00)
> BEGD=$(date  -v+0d -j -f "%Y%m%d%H"  "${today}" +%Y-%m-%d)
> BEGH=$(date  -v+${bh}H -j -f "%Y%m%d%H"  "${today}" +%Y%m%d%H)
> YM=$(date -j -f "%Y-%m-%d" "$BEGD" +%Y%m)
> 
> cd $gtd
> $GIT pull
> 
> for r in 03 09;do
> D=03
> test $r -eq '09' && D=02
> 
> cd /Users/cmaqruns/2022fcst/grid$r/cctm.fcst/daily/jfy
11,13c25,27
< for ((i=4;i<76; i+=1));do
<   ymdh=$(date -d "${BEGD} +${i}hours" +%Y%m%d%H)
<   /usr/bin/wget -q https://watch.ncdr.nat.gov.tw/00_Wxmap/8F4_CMAQ/${YM}/${BEGH}/ncdr-PM25_d03_$ymdh.png
---
> for ((i=$bh;i<$eh; i+=1));do
>   ymdh=$(date  -v+${i}H -j -f "%Y-%m-%d"  "${BEGD}" +%Y%m%d%H)
>   $WGET -q https://watch.ncdr.nat.gov.tw/00_Wxmap/8F4_CMAQ/${YM}/${BEGH}/ncdr-PM25_d${D}_$ymdh.png
15,16c29,30
< /usr/bin/convert -delay 30 -dispose 2 -coalesce +repage -background none *.png jfy${BEGH}.gif
< cp jfy${BEGH}.gif $gtd/cmaq_forecast/grid03/jfy.gif
---
> $CVRT -delay 30 -dispose 2 -coalesce +repage -background none *.png jfy${BEGH}.gif
> cp jfy${BEGH}.gif $gtd/cmaq_forecast/grid$r/jfy.gif
19,22c33,36
< $GIT pull
< $GIT add cmaq_forecast/grid03/jfy.gif
< $GIT commit -m "update jfy${BEGH}.gif"
< $GIT push https://sinotec2:$TOKEN@github.com/sinotec2/sinotec2.github.io.git master >> ~/bat.log
---
> $GIT add cmaq_forecast/grid$r/jfy.gif
> $GIT commit -m "update jfy${BEGH}.gif for grid$r"
> $GIT push https://sinotec2:$TOKEN@github.com/sinotec2/sinotec2.github.io.git >> ~/bat.log

3公里解析度模擬濃度比較

日間結果比較

messageImage_1678169355957.jpg

  • 山區高濃度線段分布
    • 原因不明、待查，可能與降雨有關
    • sinica並無此類結果，ncu雖然也有，但高農區域數目與濃度值似乎不是很明顯
  • 北飄煙陣迴流
    • ncu有最完整模擬，環保署公版模式範圍顯然不足夠。

夜間結果比較

messageImage_1678170307529.jpg

9公里解析度模擬濃度比較

  • 大陸方面的濃度差異還蠻大的，除了風場及降雨的局部差異之外，排放量差異似乎對大陸地區濃度也造成不小影響。