面向火灾、烟雾和空气质量模拟的集成系统

在本研究中，我们描述了如何将WRF-Sfire与WRF-Chem耦合，构建用于野火和烟雾预测的集成预报系统WRFSC。该集成预报系统的优点是不需要简单的烟羽抬升模型，也无需对火灾大小和热释放进行假设来确定火灾向大气的排放。利用WRF-Sfire，在每个WRF时间步长直接预测野火蔓延、烟羽和烟羽顶高，为化学传输模型WRF-Chem提供全面的气象和火灾排放数据。基于两个WRFSC模拟结果与可用观测数据的比较，对WRFSC进行了评估。研究发现，对于Witch-Guejito火灾，预报与观测的火势蔓延和烟雾传输总体吻合良好。模拟的PM2.5（细颗粒物）峰值浓度也与观测一致。然而，模拟中的NO和臭氧水平被低估，且峰值浓度时间不匹配。确定烟羽终端高度或烟羽顶高是模拟野火烟羽传输最重要的方面之一，研究发现模拟与观测的烟羽顶高总体吻合良好，模拟结果略有低估（10%或更少）。本研究最有前景的结果之一是，针对Barker Canyon火灾模拟的被动示踪剂建模烟羽顶高与观测一致。该模拟仅耗时13小时，其中前24小时预报在近3小时内完成，使其成为为外部化学传输模型提供排放廓线的潜在操作工具。