不确定性是排放源清单和模型的固有属性，如何识别与量化排放源清单和大气化学传输模型不确定性一直是大气环境研究与管理人员关注的重要问题。为了方便读者对不确定性的基本概念、方法和作用有更为系统的了解和认识，科学开展大气排放源清单与模型的不确定性分析，团队根据在排放源清单和大气化学传输模型不确定性分析方面10余年的研究和成果积累，凝练了《排放源清单与大气化学传输模型不确定性分析》著作，建立了基于源分类的排放因子不确定性数据集，升级了排放源清单不确定性定量分析软件工具AuvToolPro2.0。
《排放源清单与大气化学传输模型不确定性分析》一书自2018年起开始筹备撰写，历经四年，最终在2022年4月出版。书籍以大气污染物排放源清单和大气化学传输模型为对象，针对不确定性分析过程中的一系列问题，系统介绍不确定性分析的概念、排放源清单和大气化学传输模型的不确定性分析方法、关键不确定性来源识别、排放源清单QA/QC 与质量评估等内容，希冀能为相关专业人员或管理人员认识和理解排放源清单编制和大气化学传输模型的不确定性、改进大气化学传输模型、提升排放源清单质量、科学利用排放源清单和模型研究结果制定政策措施提供参考和指导。书籍介绍的方法同样适合用于温室气体排放源清单的不确定性分析与改进，为量化和评估不同尺度的温室气体排放源清单不确定性，推动温室气体排放源清单编制的规范化提供借鉴和参考。
图1. 排放源清单与大气化学传输模型不确定性分析书籍封面
排放因子不确定性量化是开展排放源清单不确定性分析的基础工作，但也是定量分析排放源清单不确定性的难点和瓶颈问题。为了方便排放清单编制人员开展定量不确定性分析，团队根据我国排放源清单分类体系，收集整理了国内外近4万多条涵盖不同排放源和污染物的排放因子数据，对各污染源排放因子开展了全面的评估和定量不确定性分析工作，构建了基于源分类和规范统一的排放因子不确定性数据集。目前数据集共有近500条排放因子不确定性信息，覆盖11类一级排放源，62类二级排放源和SO2、NOx、CO、PM10、PM2.5、BC、OC、VOCs、NH3等9种污染物类型，基本可支撑我国区域和城市尺度主要污染源排放清单的不确定性量化工作。数据集已经内置在AuvToolPro 2.0不确定性分析软件工具中，对外开放并将持续不定期更新。欢迎各位同行及老师参与维护更新数据集，进一步完善和提升我国排放因子不确定性数据集质量，以帮助规范量化我国大气排放源清单不确定性分析工作，指导未来我国大气排放源清单的改进方向与研究重点。
图2. 排放因子不确定性数据集（示例）
团队在“十一五”863重大计划资助下，开发了以自展模拟、蒙特卡洛模拟技术为核心，可用于排放源清单不确定性定量分析和关键不确定性来源识别的不确定性定量分析软件工具AuvToolPro 1.0。近期，由于计算机系统升级与研究成果的进一步积累，团队对该软件工具进行了更新、优化与升级，推出新的AuvToolPro 2.0版本。新版本的主要升级内容包括：1. 在 1.0 版本的基础上内置了排放因子不确定性数据集，新增了模型输入不确定性数据集管理模块，方便用户管理、应用、修改和维护排放因子等输入参数不确定性数据集，方便用户开展排放源清单的不确定性量化分析；2. 专门针对建模过程和模型运行分析结果等进行了优化，降低复杂排放模型不确定性分析的操作过程；3、 修复了旧版本存在的隐藏漏洞，兼容64位Windows电脑，保证了软件在现有计算机系统上的可操作性与可靠性。目前， AuvToolPro 2.0测试版已经在https://www.auvtool.com网站上线供大家测试应用。当前团队计划开放有限的测试账号，有兴趣的个人或团队可登录网页自行注册下载测试，我们热忱期待各位用户积极反馈软件使用过程中的各种问题和bug（huangzj@jnu.edu.cn），以便我们进一步改进，并尽早推出正式版本供大家使用。
图3. AuvToolPro 2.0 软件工具截图
图4. AuvToolPro官网
中国本土挥发性有机化合物（VOCs）成分谱数据集
除了排放因子不确定性数据集，按照我国VOCs排放清单编制指南污染源分类体系，团队同时不定期更新前期建立的中国本土VOCs排放源特征的VOCs成分谱数据集。目前成分谱数据集涵盖了固定燃烧源、道路移动源、非道路移动源、溶剂使用源、工艺过程源、生物质燃烧源、废弃物处理源和餐饮源八类I级排放源、56类Ⅱ级子排放源和101类Ⅲ级子排放源。同时，通过补充测量和数据融合等手段弥补了目前大多数成分谱数据集广泛缺失的含氧挥发性有机化合物（OVOCs）组分。融合后的这套成分谱数据集基本可以独立支撑中国本土VOCs组分排放清单建立和模型模拟等工作的开展。此外，本数据集还包括经过规范整理的原始成分谱数据（包括文献来源、采样方法、采样地点、分析方法、成分数据等信息）和最大增量反应活性数据，可支撑中国不同地区选择更为匹配本地特征的源成分谱，并计算VOCs组分的臭氧生成潜势。本VOCs成分谱数据集对外开放，并欢迎广大同行一同参与共同提升我国本土挥发性有机物成分谱数据集质量。关于成分谱数据集构建方法、数据集、数据特征等详细内容，请下载查阅文末相关文章或联系我们（shaqinge2008@163.com）。
图5. 中国VOCs成分谱数据集概况
关于排放清单和模型的不确定性分析方法，以及相关数据集的详细信息可参考以下主要文献：
1. 郑君瑜, 黄志炯，沙青娥，钟庄敏，徐媛倩.排放源清单与大气化学传输模型的不确定性分析.科学出版社, 2022
2. 郑君瑜, 王水胜，黄志炯等.区域高分辨率大气排放源清单建立的技术方法与应用.科学出社, 2014
3. Zheng J Y, Zhang L J, Che W W, et al. A highly resolved temporal and spatial air pollutant emission inventory for the Pearl River Delta region, China and its uncertainty assessment. Atmos Environt, 2009, 43: 5112-5122
4. Huang Z J, Zheng J Y, Ou J M, et al. A Feasible Methodological Framework for Uncertainty Analysis and Diagnosis of Atmospheric Chemical Transport Models[J/OL]. Environmental Science & Technology, 2019, 53(6): 3110–3118.
5. Huang Z J, Hu Y T, Zheng JY, et al.. A New Combined Stepwise-Based High-Order Decoupled Direct and Reduced-Form Method To Improve Uncertainty Analysis in PM 2.5 Simulations[J/OL]. Environmental Science & Technology, 2017, 51(7): 3852–3859.
6. Sha Q E, Zhu M, Huang H W, et al. A newly integrated dataset of volatile organic compounds (VOCs) source profiles and implications for the future development of VOCs profiles in China[J/OL]. Science of The Total Environment, 2021, 793: 148348.
本书以大气污染物排放源清单和大气化学传输模型为对象，针对不确定性分析过程中的一系列问题，系统介绍不确定性分析的概念、排放源清单和大气化学传输模型的不确定性分析方法、关键不确定性来源识别、排放源清单QA/QC与质量评估等内容，为相关专业人员或管理人员认识和理解排放源清单编制和大气化学传输模型的不确定性、改进大气化学传输模型、提升排放源清单质量、科学利用排放源清单和模型研究结果制定政策措施提供参考和指导。本书构建的方法同样适合用于温室气体排放源清单的不确定性分析与改进，为量化和评估不同尺度的温室气体排放源清单不确定性，推动温室气体排放源清单编制的规范化提供借鉴和参考。
目录速览
丛书序
序一
序二
前言
第1章 绪论 1
1.1 不确定性 1
1.2 不确定性分析 4
1.2.1 不确定性分析的基本概念 4
1.2.2 不确定性分析的作用和重要性 5
1.2.3 关于不确定性分析需要特别说明的几点问题 7
1.2.4 与敏感性分析的联系与区别 9
1.3 大气排放源清单及不确定性 10
1.3.1 大气排放源清单的基本概念 10
1.3.2 大气排放源清单建立及不确定性 12
1.3.3 排放源清单不确定性研究进展 15
1.4 排放源清单编制的QA/QC与质量评估 18
1.5 大气化学传输模型及不确定性 20
1.5.1 大气化学传输模型 20
1.5.2 大气化学传输模型的不确定性 22
1.5.3 大气化学传输模型的不确定性分析研究进展 24
参考文献 28
第2章 不确定性分析的相关概念与方法 36
2.1 不确定性来源的分类 36
2.2 不确定性的描述与量化 38
2.2.1 不确定性的描述 38
2.2.2 常见的概率分布模型 41
2.2.3 参数估计方法 49
2.2.4 分布拟合优度检验 50
2.3 不确定性的传递方法 51
2.3.1 蒙特卡罗方法 52
2.3.2 拉丁超立方抽样 53
2.3.3 响应曲面法 53
2.3.4 泰勒级数展开分析法 54
2.4 重要不确定性源度量方法 56
2.5 其他相关概念与术语 57
参考文献 59
第3章 大气排放源清单不确定性分析 62
3.1 排放源清单不确定性来源 62
3.1.1 定义不确定性 63
3.1.2 参数不确定性 65
3.1.3 模型不确定性 68
3.2 排放源清单不确定性分析方法的分类 69
3.3 定性不确定性分析方法 71
3.3.1 直接列举法 71
3.3.2 数据质量评级方法 71
3.4 半定量不确定性分析方法 73
3.4.1 数据属性评级系统 74
3.4.2 数据质量指数 76
3.4.3 NUSAP 78
3.4.4 半定量不确定性分析方法的优势与不足 80
3.4.5 半定量不确定性分析方法案例 81
3.5 定量不确定性分析方法 83
3.5.1 定量不确定性分析的框架 84
3.5.2 清单输入参数不确定性的量化 85
3.5.3 排放源清单不确定性传递方法 91
3.5.4 关键不确定性来源的识别方法 93
3.5.5 不确定性分析工具AuvToolPro 2.0介绍 94
3.5.6 定量不确定性分析方法案例 95
3.6 排放源清单不确定性沟通 100
3.6.1 不确定性沟通的主要内容 100
3.6.2 不确定性沟通的表达方式 102
3.6.3 不确定性沟通的注意要点 104
参考文献 105
第4章 排放因子不确定性数据集 110
4.1 排放因子数据集及其问题 110
4.2 排放因子不确定性数据集的建立 117
4.2.1 排放因子不确定性数据集的建立原则 117
4.2.2 排放因子不确定性数据集的构建思路 119
4.2.3 排放因子不确定性数据集的数据来源 119
4.2.4 排放因子不确定性数据集的结构 121
4.2.5 排放因子数据预处理与不确定性量化 122
4.3 重点源排放因子不确定性数据集 123
4.3.1 有机溶剂使用源 124
4.3.2 电厂排放源 127
4.3.3 道路移动源 129
4.3.4 生物质燃烧源 134
4.4 应用案例：广东省大气污染物排放源清单不确定性分析与量化 138
4.4.1 2017年广东省大气污染物排放源清单编制总体思路与特点 138
4.4.2 2017年广东省大气污染物排放源清单活动水平不确定性量化 139
4.4.3 2017年广东省大气污染物排放源清单及不确定性 141
参考文献 144
第5章 排放源清单的质量保证与质量控制 148
5.1 排放源清单QA/QC框架流程 148
5.2 排放源清单QC内容与方法 152
5.2.1 排放源清单QC内容与标准 152
5.2.2 排放源清单QC方法 153
5.3 排放源清单QA内容与方法 157
5.3.1 专家评审 157
5.3.2 公开评审 158
5.3.3 质量审计 158
5.4 主要排放源QA/QC要点 159
5.4.1 固定燃烧源 159
5.4.2 工业过程源 161
5.4.3 有机溶剂使用源 163
5.4.4 道路移动源 165
5.4.5 非道路移动源 167
5.4.6 生物质燃烧源 168
5.4.7 扬尘源 170
5.4.8 农牧源 171
5.4.9 存储与运输源 173
参考文献 174
第6章 排放源清单编制工作的质量评估 175
6.1 排放源清单编制工作质量评估的需求与难点 175
6.2 排放源清单编制工作质量评估体系建立的关键问题与原则 177
6.3 排放源清单编制工作质量的评估体系 180
6.3.1 排放源清单编制工作的评估内容 181
6.3.2 排放源清单编制质量的评估指标 182
6.3.3 排放源清单编制工作的评估方法 189
6.4 排放源清单质量评估案例 195
6.4.1 质量评估指标选择 195
6.4.2 质量评估指标赋值 196
6.4.3 质量评估指标权重 200
6.4.4 质量评估结果量化 201
6.4.5 等级评估与结果分析 202
6.5 排放源清单编制质量评估的建议 203
参考文献 204
第7章 大气化学传输模型的不确定性分析 205
7.1 模型不确定性来源 205
7.1.1 模型的发展与不确定性 205
7.1.2 输入参数不确定性 209
7.1.3 模型结构不确定性 212
7.2 大气化学传输模型不确定性分析方法框架 218
7.3 模型敏感性分析 221
7.3.1 OAT 222
7.3.2 DDM/HDDM和伴随法 223
7.4 不确定性来源量化方法 224
7.4.1 排放源清单的不确定性量化方法 225
7.4.2 气象参数和边界条件的不确定性量化方法 225
7.4.3 化学反应速率的不确定性量化方法 226
7.4.4 模型结构的不确定性量化方法 228
7.5 不确定性传递方法 229
7.5.1 HDDM-RFM简化模型法 229
7.5.2 基于随机响应曲面的简化模型法（SRSM-RFM） 230
7.5.3 集合模拟与简化模型结合方法（Ensemble-RFMs） 233
7.6 不确定性结果评价 234
7.7 不确定性溯源方法 239
参考文献 240
第8章 大气化学传输模型高效不确定性传递方法 250
8.1 高效不确定性传递方法的重要性 250
8.2 不确定性传递方法的现状及不足 251
8.2.1 基于随机模拟的不确定性传递方法 252
8.2.2 基于统计的简化模型方法 253
8.2.3 基于泰勒级数展开的简化模型方法 255
8.3 传递准确性改进：逐步HDDM-RFM方法 257
8.3.1 逐步HDDM-RFM方法的构建思路 257
8.3.2 逐步HDDM-RFM方法评价 260
8.4 HDDM-SRSM方法 267
8.4.1 HDDM-SRSM方法的构建思路 267
8.4.2 HDDM-SRSM的不确定性传递评价 271
8.4.3 高阶HDDM-SRSM的过度拟合问题 274
8.5 HDDM-SRSM与逐步HDDM-RFM对比 276
8.5.1 不确定性传递效率对比 276
8.5.2 不确定性传递准确性对比 278
8.5.3 逐步HDDM-RFM和HDDM-SRSM的适用范围 279
参考文献 280
第9章 大气化学传输模型定量不确定性分析案例与应用 282
9.1 区域概况 282
9.2 珠江三角洲PM2.5模拟的不确定性量化 284
9.2.1 模拟系统搭建 284
9.2.2 模拟系统评价 287
9.2.3 模拟的重要敏感性输入识别 289
9.2.4 输入参数的不确定性量化 293
9.2.5 RFM模型构建与不确定性传递 295
9.2.6 模拟结果的不确定性量化 295
9.3 珠江三角洲PM2.5模拟不确定性诊断 297
9.3.1 结合观测数据的PM2.5模拟不确定性诊断 297
9.3.2 模拟关键不确定性来源识别 301
9.4 基于地基观测数据融合的珠江三角洲PM2.5模拟改进 303
9.4.1 边界条件改进思路 303
9.4.2 数据融合方法建立 305
9.4.3 数据融合方法的应用与评价 308
9.4.4 数据融合对珠江三角洲数值模拟的改进效果 310
9.5 不确定性分析与空气质量概率预报 312
9.5.1 空气质量概率预报的作用与方法 312
9.5.2 案例展示 314
参考文献 316
第10章 展望与建议 318
10.1 排放源清单不确定性分析发展展望与建议 318
10.2 大气化学传输模型不确定性分析展望与建议 324
10.3 不确定性沟通展望与建议 328
附录 AuvToolPro 2.0关键算法与主要功能模块 329
索引 336
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（本文编辑：王芳）
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