2012年以来，我国多地尤其是京津冀区域空气重污染天气频发，引发公众对空气质量的空前关注。为科学准确地反映和评估环境空气质量状况，2012年2月29日，环境保护部正式发布新修订的《环境空气质量标准》（GB3095-2012），增加了臭氧（O3）和细颗粒物（PM2.5）两项污染物控制标准，加严了可吸入颗粒物（PM10）、二氧化氮（NO2）等污染物的限值要求；环境空气评价也由API（空气污染指数）评价转向AQI（空气质量指数）评价，评价项目由原来的3项（PMio、SO2、NO2）转变为6项（PM10、PM2.5、SO2、NO2、O3、CO），环境空气质量预测也由API时代转向AQI时代。面对新的环境形势，传统的以API预测为基础的空气质量预测模型无法预测PM2.5及O3，无法适应新的《环境空气质量标准》及环境管理需求，开发适应于新《环境空气质量标准》和管理需求的空气质量预测预报模式已势在必行。同时，2013年9月10日，国务院出台《大气污染防治行动计划》，明确要求各地建立监测预警应急体系，妥善应对重污染天气。2013年9月28日，天津市印发《天津市清新空气行动方案》，要求建立重污染天气监测预警体系，加强重污染天气预警研究，制定监测预警方案，完善监测预警系统，不断提高预测预报的准确性。基于以上背景，为适应新的环境形势，响应《大气污染防治行动计划》和《天津市清新空气行动方案》要求，《天津市空气质量预测预警系统技术研究及示范应用》编著者根据天津市污染和气象长期观测资料，系统研究了天津市重污染天气特征，建立了重污染案例库和重污染天气概念模型；开展不同季节大气污染物浓度、二次粒子反应强度及气象条件研究，确定影响二次颗粒物生成潜势的主要因素，估算不同季节、不同天气状况下二次颗粒物气态前体物的转化程度；开展天津市数值模型优化及本地化研究，构建基于NAQPMS模型、CMAQ模型、CAMx模型和WRF-Chem模型的多模式数值预报系统，形成了完善的天津市重污染天气预报预警体系，研究实现了天津市未来5～7天的空气质量预测，重污染天气过程预报准确率达90%以上，并通过GIS平台、手机APP等多种发布渠道发布预报信息。
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