大气与环境光学学报 ›› 2025, Vol. 20 ›› Issue (2): 176-187.doi: 10.3969/j.issn.1673-6141.2025.02.006
杨蕙荣 1,2, 何南腾 1,2, 卜令兵 1,2*, 莫祖斯 1,2, 樊增昌 1,2, 周晓梦 1,2, 肃欣 1,2
YANG Huirong 1,2, HE Nanteng 1,2, BU Lingbing 1,2*, MO Zusi 1,2, FAN Zengchang 1,2, ZHOU Xiaomeng 1,2, SU Xin 1,2
摘要: 高浓度的大气颗粒物会引起大气能见度降低, 并对人身健康产生负面影响, 因此, 对颗粒物浓度的时空变化 特征进行连续监测与预测估算对环境污染评估与治理具有十分重要的意义。本工作利用2021 年12 月至2022 年2 月济 宁市任城区的气象数据、国家环境空气质量监测点电化厂站空气质量数据以及激光雷达探测信号反演得到的近地面 气溶胶消光系数 (EC), 基于机器学习算法建立了颗粒物浓度估算模型。该模型首先以前24 h 的空气质量指数 (AQI) 滑动平均值100 为临界值, 将样本分为清洁与污染两种背景条件。随后采用随机森林 (RF) 算法对输入因子进行重要 性排序, 并按照这种RF模型重要性排序, 将因子分别逐个放入随机森林 (RF)、基于思维进化算法优化反向传播神经 网络 (MEA-BPNN)、广义回归神经网络 (GRNN) 和小波神经网络 (WNN) 模型中, 通过对比均方根误差 (ERMS) 建立不 同大气背景下颗粒物浓度反演的最优模型与最优输入因子个数。最后, 将颗粒物估算模型应用于实际大气观测数据, 基于最优模型与输入因子, 对不同大气背景下的颗粒物浓度水平分布进行估算。
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