摘要:
开展基于空气质量数值模式CMAQ (社区多尺度空气质量模型)预报结果的后校正算法研究。利用集合深度学习方法, 对CMAQ的PM2.5 (细颗粒物)原始预报结果进行误差订正, 以期提高预报准确率。该方法集合了深度神经网络模型、随机森林模型、梯度提升模型和广义线性模型4种机器学习模型, 在每一个模型中结合原始的气象预报、空气质量预报和土地利用类型等多源数据作为辅助变量, 对PM2.5预报浓度进行校正, 最后求取4个模型的集合结果。将该方法应用于订正新疆乌(鲁木齐)昌(吉)石(河子)城市群的CMAQ预报结果, 利用2018年的独立样本进行评估, 订正预报结果的准确性显著提升, 站点5天预报的决定系数R2为0.41~0.60, 比原始预报提高60%~160%, 均方根误差RMSE降低 40%左右; 交叉验证的站点预报R2同样提升50%~80%, RMSE下降30%左右。该订正方法的计算效率高, 可以部署于业务化预报平台, 进行可靠的运行。
张斌, 吕宝磊, 王馨陆, 张雯娴, 胡泳涛. 利用集合深度学习方法订正空气质量数值预报结果——以新疆乌昌石城市群为例[J]. 北京大学学报自然科学版, 2020, 56(5): 931-938.
ZHANG Bin, LÜ Baolei, WANG Xinlu, ZHANG Wenxian, HU Yongtao. Improving Air Quality Forecast Accuracy in Urumqi-Changji-Shihezi Region Using an Ensemble Deep Learning Approach[J]. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis, 2020, 56(5): 931-938.