CN114088593B - 海盐排放通量的确定方法和装置 - Google Patents

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CN114088593B CN202111181072.7A CN202111181072A CN114088593B CN 114088593 B CN114088593 B CN 114088593B CN 202111181072 A CN202111181072 A CN 202111181072A CN 114088593 B CN114088593 B CN 114088593B
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Abstract

本发明提供一种海盐排放通量的确定方法和装置，属于环境科学领域。所述方法包括：接收海盐排放通量计算请求，所述海盐排放通量计算请求至少包括计算方案配置参数；根据所述计算方案配置参数，确定目标计算方案；根据所述目标计算方案，获取所需的气象信息和地理信息；根据所述目标计算方案、所述气象信息、所述地理信息，确定海盐排放通量。采用本发明，可以提高海盐排放通量模拟的多尺度、多场景适用性。

Description

海盐排放通量的确定方法和装置
技术领域
本发明涉及环境科学领域，尤其涉及一种海盐排放通量的确定方法和装置。
背景技术
大气气溶胶也称大气颗粒物，是指悬浮在大气中的固态或液态颗粒物的总称。气溶胶包含多种组分，例如硫酸盐、硝酸盐、铵盐、黑碳、有机碳、沙尘、海盐等，其与大气污染和气候变化密切相关，是当前大气环境和全球气候变化领域的重要研究课题。海盐气溶胶是存在于大气中的一种自然来源的气溶胶，其主要由浪花中的泡沫***或海浪撞击破碎产生。海盐气溶胶是大气气溶胶的重要组成部分，在沿海地区对颗粒物(PM10和PM2.5)的浓度和组成有重要影响。在全球和区域尺度上，海盐对气溶胶辐射强度有显著贡献，在大气能量收支平衡上起着重要作用。
数值模拟是研究海盐气溶胶在大气中生消演变的重要手段，而要实现海盐的模拟，首先需要构建海盐排放通量参数化方案，然后将其耦合到大气化学传输模式中，实现对海盐粒子的排放、平流、扩散、干湿沉降等的模拟。近几十年来，国内外学者发展了多种海盐排放通量计算方案，并开展了模拟分析研究，这些方案多基于经验公式，海盐通量的大小主要与海表面风速相关。研究表明，这些计算方案能够较好地模拟海盐的基本分布特征，但是各种计算方案的精细度、计算效率、不同时空尺度模拟适用性等均存在各自的局限性，尚没有一种最优的方案能够适用各种应用场景。此外，这些海盐通量计算方案多为基于观测数据分析总结或拟合获得的经验公式，公式的参数仍具有较大的不确定性，需要持续进行验证、改进和本地化。
近年来，随着大气污染治理的深入推进，全球各地区的人为排放产生的颗粒物浓度持续降低。在这种低颗粒物浓度情况下，自然源气溶胶对全球、区域颗粒物浓度的影响更加凸显。全球的发达城市或城市群多分布于沿海地区，海盐气溶胶是其最重要的自然气溶胶来源。因此，研究海盐气溶胶的生消演变及其对沿海地区颗粒物浓度、组分构成、区域气候反馈等的影响具有重要意义。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种海盐排放通量的确定方法和装置。技术方案如下：
根据本发明的一方面，提供了一种海盐排放通量的确定方法，所述方法包括：
接收海盐排放通量计算请求，所述海盐排放通量计算请求至少包括计算方案配置参数；
根据所述计算方案配置参数，确定目标计算方案；
根据所述目标计算方案，获取所需的气象信息和地理信息；
根据所述目标计算方案、所述气象信息、所述地理信息，确定海盐排放通量。
可选的，所述海盐排放通量计算请求还包括空间配置参数；
所述根据所述目标计算方案，获取所需的气象信息和地理信息，包括：
根据所述空间配置参数，确定目标区域的多个地理网格；
根据所述目标计算方案，获取每个地理网格的气象信息和地理信息；
所述根据所述目标计算方案、所述气象信息、所述地理信息，确定海盐排放通量，包括：
根据所述每个地理网格的地理信息，确定所述每个地理网格的下垫面属性；
基于所述每个地理网格的气象信息和下垫面属性，通过所述目标计算方案进行计算，确定所述每个地理网格的海盐排放通量；
根据所述每个地理网格的海盐排放通量，确定所述目标区域的海盐排放通量。
可选的，所述目标计算方案为第一计算方案，所述第一计算方案是指基于地理属性的计算方案；所述第一计算方案所使用的下垫面属性为包括陆地属性、海冰属性和海洋属性的地理属性；
所述基于所述每个地理网格的气象信息和下垫面属性，通过所述目标计算方案进行计算，确定所述每个地理网格的海盐排放通量，包括：
当第一地理网格的地理属性为陆地属性或海冰属性时，将所述第一地理网格的海盐排放通量设置为第一预设数值；
当第二地理网格的地理属性为海洋属性时，根据所述第二地理网格的气象信息，确定所述第二地理网格的海盐排放通量。
可选的，所述根据所述第二地理网格的气象信息，确定所述第二地理网格的海盐排放通量，包括：
获取所述第二地理网格的海面10米处的风速、海盐的粒子半径；
通过以下公式确定所述第二地理网格的海盐排放通量：
Figure GDA0003490955820000021
Figure GDA0003490955820000022
其中，F为海盐排放通量，r为海盐的粒子半径，U10为海面10米处的风速，B1为与粒子半径相关的经验算子。
可选的，所述目标计算方案为第二计算方案，所述第二计算方案是指基于地理属性和粒子半径的计算方案；所述第二计算方案所使用的下垫面属性为包括陆地属性、海冰属性和海洋属性的地理属性；
所述基于所述每个地理网格的气象信息和下垫面属性，通过所述目标计算方案进行计算，确定所述每个地理网格的海盐排放通量，包括：
当第三地理网格的地理属性为陆地属性或海冰属性时，将所述第三地理网格的海盐排放通量设置为第二预设数值；
当第四地理网格的地理属性为海洋属性时，根据所述第四地理网格的气象信息，分别确定粒子半径小于第一半径阈值的第一海盐排放通量F1，以及粒子半径大于等于第一半径阈值的第二海盐排放通量F2；
通过以下公式确定所述第四地理网格的海盐排放通量：
Figure GDA0003490955820000031
其中，F为海盐排放通量，r为海盐的粒子半径。
可选的，根据所述第四地理网格的气象信息，确定粒子半径小于第一半径阈值的第一海盐排放通量F1，包括：
获取所述第四地理网格的海面10米处的风速、海盐的粒子半径；
通过以下公式确定所述第一海盐排放通量F1：
Figure GDA0003490955820000032
Figure GDA0003490955820000033
其中，U10为海面10米处的风速，B2为与粒子半径相关的经验算子。
可选的，根据所述第四地理网格的气象信息，确定粒子半径大于等于第一半径阈值的第二海盐排放通量F2，包括：
获取所述第四地理网格的海面10米处的风速、海盐的粒子半径；
通过以下公式确定所述第二海盐排放通量F2：
Figure GDA0003490955820000034
其中，U10为海面10米处的风速。
可选的，所述方法还包括：
通过以下公式确定所述第四地理网格的吸湿增长后的海盐排放通量：
Figure GDA0003490955820000041
其中，M为吸湿增长后的海盐排放通量，rd为海盐干粒子半径，frh为吸湿增长因子，ρ1为海盐干粒子密度。
可选的，所述目标计算方案为第三计算方案，所述第三计算方案是指基于地理属性、粒子半径和海域属性的计算方案；所述第三计算方案所使用的下垫面属性为包括陆地属性、海冰属性和海洋属性的地理属性，所述海洋属性为包括远海区和近海区的海域属性；
所述基于所述每个地理网格的气象信息和下垫面属性，通过所述目标计算方案进行计算，确定所述每个地理网格的海盐排放通量，包括：
当第五地理网格的地理属性为陆地属性或海冰属性时，将所述第五地理网格的海盐排放通量设置为第三预设数值；
当第六地理网格的地理属性为海洋属性，海域属性为远海区时，根据所述第六地理网格的气象信息，分别确定粒子半径小于第二半径阈值的第三海盐排放通量Fa，以及粒子半径大于等于第二半径阈值的第四海盐排放通量Fb；根据所述第三海盐排放通量Fa和第四海盐排放通量Fb，确定所述第六地理网格的海盐排放通量F远；
当第七地理网格的地理属性为海洋属性，海域属性为近海区时，根据所述第七地理网格的气象信息，确定所述第七地理网格的海盐排放通量F近。
可选的，根据所述第六地理网格的气象信息，确定粒子半径小于第二半径阈值的第三海盐排放通量Fa，包括：
获取所述第六地理网格的海面10米处的风速、相对湿度、海盐的粒子半径；
通过以下公式确定所述第三海盐排放通量Fa：
Figure GDA0003490955820000042
Figure GDA0003490955820000043
Figure GDA0003490955820000044
Figure GDA0003490955820000045
A1＝-5.001E3+0.808E6rRHC80-1.98E7(rRHC80)2+2.188E8(rRHC80)3-1.144E9(rRHC80)4+2.29E9(rRHC80)5
A2＝3.854E3+1.168E4rRHC80-6.572E4(rRHC80)2+1.003E5(rRHC80)3-6.407E4(rRHC80)4+1.493E4(rRHC80)5
A3＝4.498E2+0.839E3rRHC80-5.394E2(rRHC80)2+1.218E2(rRHC80)3-1.213E1(rRHC80)4+4.514E-1(rRHC80)5
ρ2＝1000×(3.8033-16.248RH+46.085RH2-68.317RH3+50.932RH4-15.261RH5)
x＝3.1657-19.079RH+55.72RH2-83.998RH3+63.436RH4-19.248RH5
其中，Ai为经验系数，i的取值范围为{1，2，3}；ri为海盐的粒子半径，r0的取值范围为(0,0.1)，r1的取值范围为[0.1,1)，r2的取值范围为[1,2.5)，r3的取值范围为[2.5,5)；RH为相对湿度，rRH为RH湿度下的气溶胶粒子半径；U10为海面10米处的风速；C80为盐度的修正因子；AB1为气溶胶浓度与质量通量的转换系数；ρ2为海盐粒子密度；x为溶质质量分数；En为10n。
可选的，根据所述第六地理网格的气象信息，确定粒子半径大于等于半径阈值的第四海盐排放通量Fb，包括：
获取所述第六地理网格的海面10米处的风速、相对湿度、海盐的粒子半径；
通过以下公式确定所述第四海盐排放通量Fb：
Figure GDA0003490955820000051
Figure GDA0003490955820000052
Figure GDA0003490955820000053
Figure GDA0003490955820000054
Figure GDA0003490955820000056
Figure GDA0003490955820000055
ρ2＝1000×(3.8033-16.248RH+46.085RH2-68.317RH3+50.932RH4-15.261RH5)
x＝3.1657-19.079RH+55.72RH2-83.998RH3+63.436RH4-19.248RH5
其中，A4为经验系数；r3、r4为海盐的粒子半径，r3的取值范围为[2.5,5)，r4的取值范围为[5,10]；RH为相对湿度，rRH为RH湿度下的海盐的粒子半径；U10为海面10米处的风速；C80为盐度的修正因子；AB1为气溶胶浓度与质量通量的转换系数；ρ2为海盐粒子密度；x为溶质质量分数；B3为与粒子半径相关的经验算子。
可选的，所述根据所述第七地理网格的气象信息，确定所述第七地理网格的海盐排放通量F近，包括：
获取所述第七地理网格的海面10米处的风速、相对湿度、海盐的粒子半径和海水盐度；通过以下公式确定所述第七地理网格的海盐排放通量F近：
Figure GDA0003490955820000061
Figure GDA0003490955820000062
Figure GDA0003490955820000063
AB2＝2×10-15×4.188×rRH 3×ρ2x
ρ2＝1000×(3.8033-16.248RH+46.085RH2-68.317RH3+50.932RH4-15.261RH5)
x＝3.1657-19.079RH+55.72RH2-83.998RH3+63.436RH4-19.248RH5
其中，Fc为海盐排放通量F近，RH为相对湿度，rRH为RH湿度下的海盐的粒子半径，U10为海面10米处的风速，S是指海水盐度，C0为盐度的修正因子，AB2为气溶胶浓度与质量通量的转换系数，ρ2为海盐粒子密度，x为溶质质量分数。
可选的，对于所述第六地理网格和所述第七地理网格，所述方法还包括：
获取预设的多种化学组分的占比；
根据每种化学组分的占比和地理网格的海盐排放通量，确定所述每种化学组分对应的海盐排放通量。
可选的，所述方法还包括：
根据所述海盐排放通量，模拟海盐气溶胶的物理化学过程；
根据所述海盐气溶胶的物理化学过程的计算结果和输出频率设定，输出海盐气溶胶的浓度分布。
根据本发明的另一方面，提供了一种海盐排放通量的确定装置，所述装置包括：
接收模块，用于接收海盐排放通量计算请求，所述海盐排放通量计算请求至少包括计算方案配置参数；
获取模块，用于根据所述计算方案配置参数，确定目标计算方案；根据所述目标计算方案，获取所需的气象信息和地理信息；
确定模块，用于根据所述目标计算方案、所述气象信息、所述地理信息，确定海盐排放通量。
可选的，所述海盐排放通量计算请求还包括空间配置参数；
所述获取模块用于：根据所述空间配置参数，确定目标区域的多个地理网格；根据所述目标计算方案，获取每个地理网格的气象信息和地理信息；
所述确定模块用于：根据所述每个地理网格的地理信息，确定所述每个地理网格的下垫面属性；基于所述每个地理网格的气象信息和下垫面属性，通过所述目标计算方案进行计算，确定所述每个地理网格的海盐排放通量。
可选的，所述目标计算方案为第一计算方案，所述第一计算方案是指基于地理属性的计算方案；所述第一计算方案所使用的下垫面属性为包括陆地属性、海冰属性和海洋属性的地理属性；
所述确定模块用于：
当第一地理网格的地理属性为陆地属性或海冰属性时，将所述第一地理网格的海盐排放通量设置为第一预设数值；
当第二地理网格的地理属性为海洋属性时，根据所述第二地理网格的气象信息，确定所述第二地理网格的海盐排放通量。
可选的，所述确定模块用于：
获取所述第二地理网格的海面10米处的风速、海盐的粒子半径；
通过以下公式确定所述第二地理网格的海盐排放通量：
Figure GDA0003490955820000071
Figure GDA0003490955820000072
其中，F为海盐排放通量，r为海盐的粒子半径，U10为海面10米处的风速，B1为与粒子半径相关的经验算子。
可选的，所述目标计算方案为第二计算方案，所述第二计算方案是指基于地理属性和粒子半径的计算方案；所述第二计算方案所使用的下垫面属性为包括陆地属性、海冰属性和海洋属性的地理属性；
所述确定模块用于：
当第三地理网格的地理属性为陆地属性或海冰属性时，将所述第三地理网格的海盐排放通量设置为第二预设数值；
当第四地理网格的地理属性为海洋属性时，根据所述第四地理网格的气象信息，分别确定粒子半径小于第一半径阈值的第一海盐排放通量F1，以及粒子半径大于等于第一半径阈值的第二海盐排放通量F2；
通过以下公式确定所述第四地理网格的海盐排放通量：
Figure GDA0003490955820000073
其中，F为海盐排放通量，r为海盐的粒子半径。
可选的，所述确定模块用于：
获取所述第四地理网格的海面10米处的风速、海盐的粒子半径；
通过以下公式确定所述第一海盐排放通量F1：
Figure GDA0003490955820000074
Figure GDA0003490955820000081
其中，U10为海面10米处的风速，B2为与粒子半径相关的经验算子。
可选的，所述确定模块用于：
获取所述第四地理网格的海面10米处的风速、海盐的粒子半径；
通过以下公式确定所述第二海盐排放通量F2：
Figure GDA0003490955820000082
其中，U10为海面10米处的风速。
可选的，所述确定模块还用于：
通过以下公式确定所述第四地理网格的吸湿增长后的海盐排放通量：
Figure GDA0003490955820000083
其中，M为吸湿增长后的海盐排放通量，rd为海盐干粒子半径，frh为吸湿增长因子，ρ1为海盐干粒子密度。
可选的，所述目标计算方案为第三计算方案，所述第三计算方案是指基于地理属性、粒子半径和海域属性的计算方案；所述第三计算方案所使用的下垫面属性为包括陆地属性、海冰属性和海洋属性的地理属性，所述海洋属性为包括远海区和近海区的海域属性；
所述确定模块用于：
当第五地理网格的地理属性为陆地属性或海冰属性时，将所述第五地理网格的海盐排放通量设置为第三预设数值；
当第六地理网格的地理属性为海洋属性，海域属性为远海区时，根据所述第六地理网格的气象信息，分别确定粒子半径小于第二半径阈值的第三海盐排放通量Fa，以及粒子半径大于等于第二半径阈值的第四海盐排放通量Fb；根据所述第三海盐排放通量Fa和第四海盐排放通量Fb，确定所述第六地理网格的海盐排放通量F远；
当第七地理网格的地理属性为海洋属性，海域属性为近海区时，根据所述第七地理网格的气象信息，确定所述第七地理网格的海盐排放通量F近。
可选的，所述确定模块用于：
获取所述第六地理网格的海面10米处的风速、相对湿度、海盐的粒子半径；
通过以下公式确定所述第三海盐排放通量Fa：
Figure GDA0003490955820000084
Figure GDA0003490955820000085
Figure GDA0003490955820000091
Figure GDA0003490955820000092
A1＝-5.001E3+0.808E6rRHC80-1.98E7(rRHC80)2+2.188E8(rRHC80)3-1.144E9(rRHC80)4+2.29E9(rRHC80)5
A2＝3.854E3+1.168E4rRHC80-6.572E4(rRHC80)2+1.003E5(rRHC80)3-6.407E4(rRHC80)4+1.493E4(rRHC80)5
A3＝4.498E2+0.839E3rRHC80-5.394E2(rRHC80)2+1.218E2(rRHC80)3-1.213E1(rRHC80)4+4.514E-1(rRHC80)5
ρ2＝1000×(3.8033-16.248RH+46.085RH2-68.317RH3+50.932RH4-15.261RH5)
x＝3.1657-19.079RH+55.72RH2-83.998RH3+63.436RH4-19.248RH5
其中，Ai为经验系数，i的取值范围为{1，2，3}；ri为海盐的粒子半径，r0的取值范围为(0,0.1)，r1的取值范围为[0.1,1)，r2的取值范围为[1,2.5)，r3的取值范围为[2.5,5)；RH为相对湿度，rRH为RH湿度下的气溶胶粒子半径；U10为海面10米处的风速；C80为盐度的修正因子；AB1为气溶胶浓度与质量通量的转换系数；ρ2为海盐粒子密度；x为溶质质量分数；En为10n。
可选的，所述确定模块用于：
获取所述第六地理网格的海面10米处的风速、相对湿度、海盐的粒子半径；
通过以下公式确定所述第四海盐排放通量Fb：
Figure GDA0003490955820000093
Figure GDA0003490955820000094
Figure GDA0003490955820000095
Figure GDA0003490955820000096
Figure GDA0003490955820000098
Figure GDA0003490955820000097
ρ2＝1000×(3.8033-16.248RH+46.085RH2-68.317RH3+50.932RH4-15.261RH5)
x＝3.1657-19.079RH+55.72RH2-83.998RH3+63.436RH4-19.248RH5
其中，A4为经验系数；r3、r4为海盐的粒子半径，r3的取值范围为[2.5,5)，r4的取值范围为[5,10]；RH为相对湿度，rRH为RH湿度下的海盐的粒子半径；U10为海面10米处的风速；C80为盐度的修正因子；AB1为气溶胶浓度与质量通量的转换系数；ρ2为海盐粒子密度；x为溶质质量分数；B3为与粒子半径相关的经验算子。
可选的，所述确定模块用于：
获取所述第七地理网格的海面10米处的风速、相对湿度、海盐的粒子半径和海水盐度；通过以下公式确定所述第七地理网格的海盐排放通量F近：
Figure GDA0003490955820000101
Figure GDA0003490955820000102
Figure GDA0003490955820000103
AB2＝2×10-15×4.188×rRH 3×ρ2x
ρ2＝1000×(3.8033-16.248RH+46.085RH2-68.317RH3+50.932RH4-15.261RH5)
x＝3.1657-19.079RH+55.72RH2-83.998RH3+63.436RH4-19.248RH5
其中，Fc为海盐排放通量F近，RH为相对湿度，rRH为RH湿度下的海盐的粒子半径，U10为海面10米处的风速，S是指海水盐度，C0为盐度的修正因子，AB2为气溶胶浓度与质量通量的转换系数，ρ2为海盐粒子密度，x为溶质质量分数。
可选的，对于所述第六地理网格和所述第七地理网格，所述确定模块还用于：
获取预设的多种化学组分的占比；
根据每种化学组分的占比和地理网格的海盐排放通量，确定所述每种化学组分对应的海盐排放通量。
可选的，所述确定模块还用于：
根据所述海盐排放通量，模拟海盐气溶胶的物理化学过程；
根据所述海盐气溶胶的物理化学过程的计算结果和输出频率设定，输出海盐气溶胶的浓度分布。
根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，包括：
处理器；以及
存储程序的存储器，
其中，所述程序包括指令，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器执行上述海盐排放通量的确定方法。
根据本发明的另一方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使计算机执行上述海盐排放通量的确定方法。
本发明实施例中，海盐排放通量计算请求可以携带有计算方案配置参数，服务器可以通过计算方案配置参数选择目标计算方案，进而确定海盐排放通量。在同一模式框架下实现了多种不同复杂度海盐计算方案的集成、改进，可以适用全球、区域、城市等多尺度模拟，同时兼顾计算效率和模拟精度，与以往的计算方案相比，本方法能有效提高海盐排放通量模拟的多尺度、多场景适用性。
附图说明
在下面结合附图对于示例性实施例的描述中，本发明的更多细节、特征和优点被公开，在附图中：
图1示出了根据本发明示例性实施例的海盐排放通量确定方法的流程图；
图2示出了根据本发明示例性实施例的海盐排放通量确定方法的流程图；
图3示出了根据本发明示例性实施例的海盐排放通量确定方法的流程图；
图4示出了根据本发明示例性实施例的海盐排放通量确定装置的示意性框图；
图5示出了能够用于实现本发明的实施例的示例性电子设备的结构框图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的实施例。虽然附图中显示了本发明的某些实施例，然而应当理解的是，本发明可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本发明。应当理解的是，本发明的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本发明的保护范围。
应当理解，本发明的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本发明的范围在此方面不受限制。
本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。需要注意，本发明中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
需要注意，本发明中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。
本发明实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。
本发明实施例提供了一种海盐排放通量的确定方法，该方法可以由终端、服务器和/或其他具备处理能力的设备完成。本发明实施例提供的方法可以由上述任一设备完成，也可以由多个设备共同完成，例如，终端可以根据海盐排放通量计算请求确定目标计算方案，然后服务器可以通过目标计算方案确定海盐排放通量，也即是把计算处理放在服务器端，本发明对此不作限定。
本发明实施例以终端为例，下面将参照图1所示的海盐排放通量确定方法的流程图，对海盐排放通量确定方法进行介绍。
步骤101，服务器接收海盐排放通量计算请求。
其中，海盐排放通量计算请求可以至少包括计算方案配置参数。可选的，海盐排放通量计算请求还可以包括空间配置参数和时间配置参数。计算方案配置参数可以包括计算方案的标识。空间配置参数可以包括地理位置信息和分辨率。时间配置参数可以包括时间点或时间段。
在一种可能的实施方式中，本实施例提供的海盐排放通量确定方法可以设置在大气化学传输模式中，用户可以通过终端使用该模式。当用户需要对大气中的化学物质的传输进行模拟时，可以在终端的大气化学传输模式对所使用的模拟参数进行配置。例如，用户可以对所使用的计算方法进行选择，并选择待模拟的化学物质(如硫酸盐、硝酸盐、铵盐、黑碳、有机碳、沙尘、海盐等)，并设置待模拟的地理区域和时段。本实施例中主要对海盐气溶胶的计算方法进行介绍，其他化学物质的计算方法不在本实施例中进行介绍。
当用户对配置参数进行确认时，终端可以对配置参数进行封装，得到相应的海盐排放通量计算请求，并将该海盐排放通量计算请求发送给服务器。进而，服务器可以接收到相应的海盐排放通量计算请求。
步骤102，服务器根据计算方案配置参数，确定目标计算方案。
在一种可能的实施方式中，对于海盐气溶胶，服务器中可以预先存储有多种计算方案，每种计算方案的计算复杂度、适用场景有所不同。不同的目标计算方案具有不同的计算复杂度，可适用于全球、区域、城市等多尺度模拟，同时兼顾计算效率和模拟精度，同时支持近海区、远海区，不同海盐粒径，不同海盐化学组分的精细化模拟。
本实施例主要涉及3种计算方案，下面将对每种计算方案的特点进行说明。
1、第一计算方案。
第一计算方案可以是指基于地理属性的计算方案。
计算复杂度：低复杂度。
方案描述：最简化经验公式，仅区分非海洋属性和海洋属性，不同海盐粒径采用相同的计算方案。
优点：实现方便，计算速度快。
缺点：模拟精度低，未区分近海区和远海区，未区分不同粒径海盐的生成机制，不支持海盐粒子化学组分模拟。
适用场景：全球尺度长期模拟；对海盐模拟精度要求低的应用场景。
2、第二计算方案。
第二计算方案可以是指基于地理属性和粒子半径的计算方案。
计算复杂度：中复杂度。
方案描述：在低复杂度方案基础上，考虑不同粒径海盐的生成机制，同时考虑海盐粒子的吸湿增长作用。
优点：实现方便，计算速度较快。
缺点：模拟精度中等，未区分近海和远海区网格，不支持海盐粒子化学组分模拟。
适用场景：全球或区域尺度模拟；对海盐模拟精度要求不高的应用场景。
3、第三计算方案。
第三计算方案是指基于地理属性、粒子半径和海域属性的计算方案。
计算复杂度：高复杂度。
方案描述：区分远海区和近海区，采用不同的计算方案；在远海区根据不同粒径采用不同的计算方案；考虑海盐中不同的化学组分。
优点：模拟精度高，区分远海区和近海区，区分海盐不同粒径，可支持海盐精细化学组分模拟。
缺点：实现相对复杂，计算速度慢。
适用场景：区域或城市尺度模拟；对海盐模拟精度要求高的应用场景。
每个计算方案可以对应不同的标识，例如，第一计算方案的标识可以是“0”，第二计算方案的标识可以是“1”第三计算方案的标识可以是“2”。本实施例对此不作限定。
服务器在接收到海盐排放通量计算请求，可以对该海盐排放通量计算请求进行解析，获取其中的信息。服务器获取到计算方案配置参数之后，可以根据计算方案的标识，获取对应的目标计算方案。
可选的，服务器还可以在海盐排放通量计算请求中获取空间配置参数对应的地理位置信息和分辨率，以及时间配置参数对应的时间点或时间段。
步骤103，服务器根据目标计算方案，获取所需的气象信息和地理信息。
其中，气象信息可以至少包括大气信息和海洋信息，大气信息可以至少包括风速U分量、风速V分量、相对湿度、气溶胶粒子半径、温度、气压、边界层高度、降水等，海洋信息可以至少包括海水盐度、海水温度等。气象信息的来源可以是全球气象再分析数据、全球大气环流模式模拟和/或中尺度气象模式模拟，当然还可以从其他模式获取，本实施例对此不作限定。
地理信息可以至少包括地理位置信息、土地利用类型和海冰标识。该地理位置信息可以与上述海盐排放通量计算请求中地理位置信息相对应。土地利用类型可以至少包括海洋和陆地。海冰标识可以用于指示是否存在海冰(例如，海冰标识“1”可以表示有海冰，“0”可以表示没有海冰)。
在一种可能的实施方式中，服务器可以对获取到的气象信息进行预处理，以便满足大气化学传输模式的输入要求，预处理后可以将数据存储在数据库中。当服务器确定目标计算方案后，可以从数据库中获取该目标计算方案所需的数据，也即是气象信息和地理信息。
可选的，可以将地理区域划分为各个地理网格，以地理网格为单位进行计算。相对应的，如图2所示的海盐排放通量确定方法的流程图，上述步骤103的具体处理可以如下：
步骤1031，服务器根据空间配置参数，确定目标区域的多个地理网格。
在一种可能的实施方式中，服务器可以获取空间配置参数中的地理位置信息，获取对应的目标区域的数据。然后，服务器可以获取空间配置参数中的分辨率，根据该分辨率对目标区域进行划分，得到多个地理网格。
可选的，目标区域还可以包括多个子区域，每个子区域可以具有对应的分辨率。如，第一子区域可以为全球区域，分辨率可以为1*1度；第二子区域可以为中国及周边的区域，分辨率可以为0.33*0.33度；第一子区域与第二子区域存在嵌套的关系，第二子区域包含于第一子区域之中，第二子区域的分辨率高于第一子区域的分辨率。也即是说，中国及周边的区域可以是重点研究的区域，可以采用精度较高的分辨率；而全球区域可以是辅助研究的区域，可以采用精度较低的分辨率。采用这样的方式，可以节约计算资源，提高处理效率。
步骤1032，服务器根据目标计算方案，获取每个地理网格的气象信息和地理信息。
在一种可能的实施方式中，对于不同的计算方案，服务器可以针对性地获取计算每个地理网格所需的数据。
步骤104，服务器根据目标计算方案、气象信息、地理信息，确定海盐排放通量。
在一种可能的实施方式中，服务器可以将气象信息和地理信息作为输入，通过目标计算方案进行计算，在地理信息对应的目标区域中，确定海盐排放通量。
可选的，如图2所示的海盐排放通量确定方法的流程图，步骤104的具体处理可以如下：
步骤1041，服务器根据每个地理网格的地理信息，确定每个地理网格的下垫面属性。
在一种可能的实施方式中，服务器可以根据地理信息中的土地利用类型和海冰标识，对下垫面属性进行识别。下垫面属性可以是包括陆地属性、海冰属性和海洋属性的地理属性，对海洋属性进行细分，海洋属性还可以至少包括分为远海区和近海区的海域属性。
当土地利用类型为陆地时，服务器可以将地理网格的下垫面属性识别为陆地属性，也即是说，该地理网格的地理属性为陆地属性。
当土地利用类型为海洋时，服务器可以进一步判定海冰标识。当海冰标识指示存在海冰时，服务器可以将地理网格的下垫面属性识别为海冰属性，也即是说，该地理网格的地理属性为海冰属性。当海冰标识指示不存在海冰时，服务器可以将地理网格的下垫面属性识别为海洋属性，也即是说，该地理网格的地理属性为海洋属性。
对海洋属性进一步划分，对于任一海洋属性的地理网格，确定相邻的多个地理网格中是否存在陆地属性的地理网格。如果存在，则将该地理网格的下垫面属性识别为近海区，也即是说，该地理网格的地理属性为海洋属性，海域属性为近海区；如果不存在则将该地理网格的下垫面属性识别为远海区，也即是说，该地理网格的地理属性为海洋属性，海域属性为远海区。
示例性的，在实际应用中，下垫面属性的标识可以设置为“远海区”“近海区”“其他”。“远海区”可以用于表示地理属性为海洋属性，海域属性为远海区；“近海区”可以用于表示地理属性为海洋属性，海域属性为近海区；“其他”可以用于表示地理属性为陆地属性或海冰属性。当然，下垫面属性还可以采用其他形式的标识来表示上述各种属性的地理网格，本实施例对下垫面属性的具体标识不作限定。
步骤1042，服务器基于每个地理网格的气象信息和下垫面属性，通过目标计算方案进行计算，确定每个地理网格的海盐排放通量。
下面首先对第一计算方案，即低复杂度计算方案进行介绍。
第一计算方案所使用的下垫面属性为包括陆地属性、海冰属性和海洋属性的地理属性。为了方便描述，本文在第一计算方案中，将地理属性为陆地属性或海冰属性的地理网格，称为第一地理网格；将地理属性为海洋属性的地理网格，称为第二地理网格。
当目标计算方案为第一计算方案时，步骤1042的处理可以如下：当第一地理网格的地理属性为陆地属性或海冰属性时，服务器将第一地理网格的海盐排放通量设置为第一预设数值；当第二地理网格的地理属性为海洋属性时，服务器根据第二地理网格的气象信息，确定第二地理网格的海盐排放通量。
在一种可能的实施方式中，服务器在步骤1041中将地理网格识别为第一地理网格时，可以将该地理网格的海盐排放通量设置为第一预设数值。该第一预设数值可以由技术人员设置，例如可以设置为0，表示陆地或者海冰区域没有海盐排放。当然，第一预设数值还可以是常数，本实施例对此不做限定。
服务器在步骤1041中将地理网格识别为第二地理网格时，可以调用第一计算方案中的计算函数，对该地理网格的气象信息进行计算，确定相应的海盐排放通量。
具体的，服务器可以获取第二地理网格的海面10米处的风速、海盐的粒子半径。
通过以下公式确定所述第二地理网格的海盐排放通量：
Figure GDA0003490955820000161
Figure GDA0003490955820000162
其中，F为海盐排放通量，r为海盐的粒子半径，U10为海面10米处的风速，B1为与粒子半径相关的经验算子。
综合第一计算方案的计算过程可知，第一计算方案仅区分海洋区域和非海洋区域，且不同海盐粒径采用相同计算方案。
下面将对第二计算方案，即中复杂度计算方案进行介绍。
第二计算方案所使用的下垫面属性可以为包括陆地属性、海冰属性和海洋属性的地理属性。为了方便描述，本文在第二计算方案中，将地理属性为陆地属性或海冰属性的地理网格，称为第三地理网格；将地理属性为海洋属性的地理网格，称为第四地理网格。
当目标计算方案为第二计算方案时，步骤1042的处理可以如下：
当第三地理网格的地理属性为陆地属性或海冰属性时，服务器将第三地理网格的海盐排放通量设置为第二预设数值。对第三地理网格的处理与上述第一地理网格同理，此处不再赘述。
当第四地理网格的地理属性为海洋属性时，服务器根据第四地理网格的气象信息，分别确定粒子半径小于第一半径阈值的第一海盐排放通量F1，以及粒子半径大于等于第一半径阈值的第二海盐排放通量F2。
通过以下公式确定第四地理网格的海盐排放通量：
Figure GDA0003490955820000163
其中，F为海盐排放通量，r为海盐的粒子半径。
上述第一半径阈值可以用于划分细粒子海盐气溶胶和粗粒子海盐气溶胶。示例性的，该半径阈值可以为2.5μm，粒子半径小于2.5μm即为细粒子海盐气溶胶，粒子半径大于等于2.5μm即为粗粒子海盐气溶胶。细粒子海盐气溶胶的产生机制为直接机制，直接机制是指在风速超过10m/s时，强湍流使得浪花顶部直接碎裂产生泡沫滴。粗粒子海盐气溶胶的产生机制为间接机制，间接机制是指由于波浪破碎产生的气泡在水面破碎，气泡破碎后会喷出无数液滴。
具体的，对于细粒子海盐气溶胶，服务器可以获取第四地理网格的海面10米处的风速、对应的海盐的细粒子半径。
通过以下公式确定细粒子海盐气溶胶的第一海盐排放通量F1：
Figure GDA0003490955820000171
Figure GDA0003490955820000172
其中，U10为海面10米处的风速，B2为与粒子半径相关的经验算子，r为对应的海盐的细粒子半径。
也即是说，细粒子海盐气溶胶的计算方案可以与低复杂度计算方案一致。
对于粗粒子海盐气溶胶，服务器可以获取第四地理网格的海面10米处的风速、对应的海盐的粗粒子半径。
通过以下公式确定粗粒子海盐气溶胶的第二海盐排放通量F2：
Figure GDA0003490955820000173
其中，U10为海面10米处的风速，r为对应的海盐的粗粒子半径。
可选的，在实际海洋边界层中，相对湿度变化较大，需要对海盐的粒子半径进行必要的修正，从而考虑海盐的吸湿增长作用，即r＝rd×frh。
通过以下公式确定所述第四地理网格的吸湿增长后的海盐排放通量：
Figure GDA0003490955820000174
其中，F为上述第四地理网格的海盐排放通量，M为吸湿增长后的海盐排放通量，rd为海盐干粒子半径，frh为吸湿增长因子，ρ1为海盐干粒子密度。示例性的，frh取值可以为1.8，ρ1取值可以为2200kg/m-3。
综合第二计算方案的计算过程可知，第二计算方案区分海洋区域和非海洋区域，区分细粒子海盐气溶胶和粗粒子海盐气溶胶，且不同海盐粒径采用不同计算方案。并且，第二计算方案还可以考虑海盐的吸湿增长作用。
下面将对第三计算方案，即高复杂度计算方案进行介绍。
第三计算方案所使用的下垫面属性可以为包括陆地属性、海冰属性和海洋属性的地理属性，海洋属性可以为包括远海区和近海区的海域属性。为了方便描述，本文在第三计算方案中，将地理属性为陆地属性或海冰属性的地理网格，称为第五地理网格；将地理属性为海洋属性，海域属性为远海区的地理网格，称为第六地理网格；将地理属性为海洋属性，海域属性为近海区的地理网格，称为第七地理网格。
当目标计算方案为第三计算方案时，步骤1042的处理可以如下：
当第五地理网格的地理属性为陆地属性或海冰属性时，服务器可以将第五地理网格的海盐排放通量设置为第三预设数值。对第五地理网格的处理与上述第一地理网格同理，此处不再赘述。
当第六地理网格的地理属性为海洋属性，海域属性为远海区时，服务器可以根据第六地理网格的气象信息，分别确定粒子半径小于第二半径阈值的第三海盐排放通量Fa，以及粒子半径大于等于第二半径阈值的第四海盐排放通量Fb；根据第三海盐排放通量Fa和第四海盐排放通量Fb，确定第六地理网格的海盐排放通量F远。与上述第二计算方案同理，远海区的海盐排放通量可以区分细粒子海盐气溶胶和粗粒子海盐气溶胶，其中第三海盐排放通量Fa即为细粒子海盐气溶胶的海盐排放通量，第四海盐排放通量Fb即为粗粒子海盐气溶胶的海盐排放通量。
当第七地理网格的地理属性为海洋属性，海域属性为近海区时，服务器可以根据第七地理网格的气象信息，确定第七地理网格的海盐排放通量F近。
具体的，对于远海区，服务器可以获取第六地理网格的海面10米处的风速、相对湿度、海盐的粒子半径。
通过以下公式确定细粒子海盐气溶胶的第三海盐排放通量Fa：
Figure GDA0003490955820000181
Figure GDA0003490955820000182
Figure GDA0003490955820000183
Figure GDA0003490955820000184
A1＝-5.001E3+0.808E6rRHC80-1.98E7(rRHC80)2+2.188E8(rRHC80)3-1.144E9(rRHC80)4+2.29E9(rRHC80)5
A2＝3.854E3+1.168E4rRHC80-6.572E4(rRHC80)2+1.003E5(rRHC80)3-6.407E4(rRHC80)4+1.493E4(rRHC80)5
A3＝4.498E2+0.839E3rRHC80-5.394E2(rRHC80)2+1.218E2(rRHC80)3-1.213E1(rRHC80)4+4.514E-1(rRHC80)5
ρ2＝1000×(3.8033-16.248RH+46.085RH2-68.317RH3+50.932RH4-15.261RH5)
x＝3.1657-19.079RH+55.72RH2-83.998RH3+63.436RH4-19.248RH5
其中，Ai为经验系数，i的取值范围为{1，2，3}；ri为海盐的粒子半径(单位为μm)，r0的取值范围为(0,0.1)，r1的取值范围为[0.1,1)，r2的取值范围为[1,2.5)，r3的取值范围为[2.5,5)；RH为相对湿度，rRH为RH湿度下的气溶胶粒子半径；U10为海面10米处的风速；C80为盐度的修正因子；AB1为气溶胶浓度与质量通量的转换系数；ρ2为海盐粒子密度；x为溶质质量分数；En为10n。
通过以下公式确定粗粒子海盐气溶胶的第四海盐排放通量Fb：
Figure GDA0003490955820000191
Figure GDA0003490955820000192
Figure GDA0003490955820000193
Figure GDA0003490955820000194
Figure GDA0003490955820000199
Figure GDA0003490955820000195
ρ2＝1000×(3.8033-16.248RH+46.085RH2-68.317RH3+50.932RH4-15.261RH5)
x＝3.1657-19.079RH+55.72RH2-83.998RH3+63.436RH4-19.248RH5
其中，A4为经验系数；r3、r4为海盐的粒子半径(单位为μm)，r3的取值范围为[2.5,5)，r4的取值范围为[5,10]；RH为相对湿度，rRH为RH湿度下的海盐的粒子半径；U10为海面10米处的风速；C80为盐度的修正因子；AB1为气溶胶浓度与质量通量的转换系数；ρ2为海盐粒子密度；x为溶质质量分数；B3为与粒子半径相关的经验算子。
然后，服务器可以将第三海盐排放通量Fa和第四海盐排放通量Fb相加，也即是将细粒子海盐气溶胶和粗粒子海盐气溶胶的海盐排放通量相加，得到远海区的海盐排放通量，即F远＝Fa+Fb。
对于近海区，服务器可以获取第七地理网格的海面10米处的风速、相对湿度、海盐的粒子半径和海水盐度。
通过以下公式确定第七地理网格的海盐排放通量F近：
Figure GDA0003490955820000196
Figure GDA0003490955820000197
Figure GDA0003490955820000198
AB2＝2×10-15×4.188×rRH 3×ρ2x
ρ2＝1000×(3.8033-16.248RH+46.085RH2-68.317RH3+50.932RH4-15.261RH5)
x＝3.1657-19.079RH+55.72RH2-83.998RH3+63.436RH4-19.248RH5
其中，Fc为海盐排放通量F近，RH为相对湿度，rRH为RH湿度下的海盐的粒子半径，U10为海面10米处的风速，S是指海水盐度，C0为盐度的修正因子，AB2为气溶胶浓度与质量通量的转换系数，ρ2为海盐粒子密度，x为溶质质量分数。
可选的，为了进一步精细化模拟海盐中的不同化学组分，根据文献综合调研和中国近海区观测结果，将海盐粒子的组分占比定义如下：
表1海盐粒子中不同化学组分占比
Figure GDA0003490955820000201
对于第六地理网格和第七地理网格，服务器的处理还可以包括：获取预设的多种化学组分的占比；根据每种化学组分的占比和地理网格的海盐排放通量，确定海盐中每种化学组分对应的排放通量。
在一种可能的实施方式中，服务器通过上述方法确定远海区和近海区的地理网格的海盐排放通量后，可以将海盐排放通量分别乘上每种化学组分的占比，得到海盐中每种化学组分对应的排放通量。
可选的，为了进一步模拟计算海盐气溶胶的物理化学过程并获得海盐气溶胶在大气中的浓度分布，参照图2与图3所示的海盐排放通量确定方法的流程图，在执行步骤104之后，服务器的处理还可以如下：
步骤105，服务器根据海盐排放通量，模拟海盐气溶胶的物理化学过程。
在一种可能的实施方式中，服务器可以在上述步骤中获得不同粒径海盐排放通量的基础上，在目标区域范围内，逐网格积分计算海盐气溶胶在大气中的物理化学过程，主要包括平流、扩散、对流、干沉降、湿沉降、重力沉降等，可以得到不同时刻不同空间位置上不同粒径海盐气溶胶及其化学组分的浓度。
在上述步骤中，根据海盐排放通量计算请求中的时间配置参数，针对不同的地理网格和/或时间步长，服务器可以循环执行步骤1032、1041、1042、105，动态模拟海盐气溶胶的物理化学过程，即海盐气溶胶在大气中的排放、平流、扩散、对流、干湿沉降等过程，最终获得不同时间和空间范围内海盐气溶胶浓度的三维时空分布。在大气化学模式模拟过程中，可以通过对地理网格并行计算实现。
步骤106，服务器根据海盐气溶胶的物理化学过程的计算结果和输出频率设定，输出海盐气溶胶的浓度分布。
在一种可能的实施方式中，在模拟时段内，服务器可以根据预先设定的模拟结果输出频率(例如每小时)，输出不同粒径海盐气溶胶及其化学组分的浓度三维分布。该输出结果可用于分析海盐气溶胶的时空分布特征，及其对大气中总气溶胶浓度和组分构成的影响。
当然，除了浓度三维分布，服务器还可以通过图表的形式输出海盐气溶胶的浓度分布，或者可以通过二维地图的形式输出海盐气溶胶的浓度分布，本实施例对此不作限定。
本发明在实验阶段取得了良好的表现。采用高复杂度海盐排放通量计算方案，模拟时段覆盖2010年全年，在高性能计算集群上，采用128核并行模拟，约需8天完成1年的模拟，计算速度总体适中。在全球尺度上，海盐浓度高值区主要位于南北纬的中高纬度海域，与南北半球的风带分布接近。在开阔海洋上，海盐年均浓度可达20μg/m3以上。在中国沿海地区，海盐年均浓度介于3-7μg/m3，总体上，海盐浓度从沿岸地区向开阔海面地区逐渐升高。模拟的海盐浓度空间分布特征总体上可以合理反映海盐的全球和区域分布。
本发明实施例中，海盐排放通量计算请求可以携带有计算方案配置参数，服务器可以通过计算方案配置参数选择目标计算方案，进而确定海盐排放通量。在同一模式框架下实现了多种不同复杂度海盐计算方案的集成、改进，可以适用全球、区域、城市等多尺度模拟，同时兼顾计算效率和模拟精度，与以往的计算方案相比，本方法能有效提高海盐排放通量模拟的多尺度、多场景适用性。
本发明实施例提供了一种海盐排放通量的确定装置，该装置用于实现上述海盐排放通量的确定方法。如图4所示的海盐排放通量的确定装置的示意性框图，该装置包括：
接收模块701，用于接收海盐排放通量计算请求，所述海盐排放通量计算请求至少包括计算方案配置参数；
获取模块702，用于根据所述计算方案配置参数，确定目标计算方案；根据所述目标计算方案，获取所需的气象信息和地理信息；
确定模块703，用于根据所述目标计算方案、所述气象信息、所述地理信息，确定海盐排放通量。
可选的，所述海盐排放通量计算请求还包括空间配置参数；
所述获取模块702用于：根据所述空间配置参数，确定目标区域的多个地理网格；根据所述目标计算方案，获取每个地理网格的气象信息和地理信息；
所述确定模块703用于：根据所述每个地理网格的地理信息，确定所述每个地理网格的下垫面属性；基于所述每个地理网格的气象信息和下垫面属性，通过所述目标计算方案进行计算，确定所述每个地理网格的海盐排放通量。
可选的，所述目标计算方案为第一计算方案，所述第一计算方案是指基于地理属性的计算方案；所述第一计算方案所使用的下垫面属性为包括陆地属性、海冰属性和海洋属性的地理属性；
所述确定模块703用于：
当第一地理网格的地理属性为陆地属性或海冰属性时，将所述第一地理网格的海盐排放通量设置为第一预设数值；
当第二地理网格的地理属性为海洋属性时，根据所述第二地理网格的气象信息，确定所述第二地理网格的海盐排放通量。
可选的，所述确定模块703用于：
获取所述第二地理网格的海面10米处的风速、海盐的粒子半径；
通过以下公式确定所述第二地理网格的海盐排放通量：
Figure GDA0003490955820000221
Figure GDA0003490955820000222
其中，F为海盐排放通量，r为海盐的粒子半径，U10为海面10米处的风速，B1为与粒子半径相关的经验算子。
可选的，所述目标计算方案为第二计算方案，所述第二计算方案是指基于地理属性和粒子半径的计算方案；所述第二计算方案所使用的下垫面属性为包括陆地属性、海冰属性和海洋属性的地理属性；
所述确定模块703用于：
当第三地理网格的地理属性为陆地属性或海冰属性时，将所述第三地理网格的海盐排放通量设置为第二预设数值；
当第四地理网格的地理属性为海洋属性时，根据所述第四地理网格的气象信息，分别确定粒子半径小于第一半径阈值的第一海盐排放通量F1，以及粒子半径大于等于第一半径阈值的第二海盐排放通量F2；
通过以下公式确定所述第四地理网格的海盐排放通量：
Figure GDA0003490955820000223
其中，F为海盐排放通量，r为海盐的粒子半径。
可选的，所述确定模块703用于：
获取所述第四地理网格的海面10米处的风速、海盐的粒子半径；
通过以下公式确定所述第一海盐排放通量F1：
Figure GDA0003490955820000224
Figure GDA0003490955820000225
其中，U10为海面10米处的风速，B2为与粒子半径相关的经验算子。
可选的，所述确定模块703用于：
获取所述第四地理网格的海面10米处的风速、海盐的粒子半径；
通过以下公式确定所述第二海盐排放通量F2：
Figure GDA0003490955820000231
其中，U10为海面10米处的风速。
可选的，所述确定模块703还用于：
通过以下公式确定所述第四地理网格的吸湿增长后的海盐排放通量：
Figure GDA0003490955820000232
其中，M为吸湿增长后的海盐排放通量，rd为海盐干粒子半径，frh为吸湿增长因子，ρ1为海盐干粒子密度。
可选的，所述目标计算方案为第三计算方案，所述第三计算方案是指基于地理属性、粒子半径和海域属性的计算方案；所述第三计算方案所使用的下垫面属性为包括陆地属性、海冰属性和海洋属性的地理属性，所述海洋属性为包括远海区和近海区的海域属性；
所述确定模块703用于：
当第五地理网格的地理属性为陆地属性或海冰属性时，将所述第五地理网格的海盐排放通量设置为第三预设数值；
当第六地理网格的地理属性为海洋属性，海域属性为远海区时，根据所述第六地理网格的气象信息，分别确定粒子半径小于第二半径阈值的第三海盐排放通量Fa，以及粒子半径大于等于第二半径阈值的第四海盐排放通量Fb；根据所述第三海盐排放通量Fa和第四海盐排放通量Fb，确定所述第六地理网格的海盐排放通量F远；
当第七地理网格的地理属性为海洋属性，海域属性为近海区时，根据所述第七地理网格的气象信息，确定所述第七地理网格的海盐排放通量F近。
可选的，所述确定模块703用于：
获取所述第六地理网格的海面10米处的风速、相对湿度、海盐的粒子半径；
通过以下公式确定所述第三海盐排放通量Fa：
Figure GDA0003490955820000233
Figure GDA0003490955820000234
Figure GDA0003490955820000235
Figure GDA0003490955820000236
A1＝-5.001E3+0.808E6rRHC80-1.98E7(rRHC80)2+2.188E8(rRHC80)3-1.144E9(rRHC80)4+2.29E9(rRHC80)5
A2＝3.854E3+1.168E4rRHC80-6.572E4(rRHC80)2+1.003E5(rRHC80)3-6.407E4(rRHC80)4+1.493E4(rRHC80)5
A3＝4.498E2+0.839E3rRHC80-5.394E2(rRHC80)2+1.218E2(rRHC80)3-1.213E1(rRHC80)4+4.514E-1(rRHC80)5
ρ2＝1000×(3.8033-16.248RH+46.085RH2-68.317RH3+50.932RH4-15.261RH5)
x＝3.1657-19.079RH+55.72RH2-83.998RH3+63.436RH4-19.248RH5
其中，Ai为经验系数，i的取值范围为{1，2，3}；ri为海盐的粒子半径，r0的取值范围为(0,0.1)，r1的取值范围为[0.1,1)，r2的取值范围为[1,2.5)，r3的取值范围为[2.5,5)；RH为相对湿度，rRH为RH湿度下的气溶胶粒子半径；U10为海面10米处的风速；C80为盐度的修正因子；AB1为气溶胶浓度与质量通量的转换系数；ρ2为海盐粒子密度；x为溶质质量分数；En为10n。
可选的，所述确定模块703用于：
获取所述第六地理网格的海面10米处的风速、相对湿度、海盐的粒子半径；
通过以下公式确定所述第四海盐排放通量Fb：
Figure GDA0003490955820000241
Figure GDA0003490955820000242
Figure GDA0003490955820000243
Figure GDA0003490955820000244
Figure GDA0003490955820000246
Figure GDA0003490955820000245
ρ2＝1000×(3.8033-16.248RH+46.085RH2-68.317RH3+50.932RH4-15.261RH5)
x＝3.1657-19.079RH+55.72RH2-83.998RH3+63.436RH4-19.248RH5
其中，A4为经验系数；r3、r4为海盐的粒子半径，r3的取值范围为[2.5,5)，r4的取值范围为[5,10]；RH为相对湿度，rRH为RH湿度下的海盐的粒子半径；U10为海面10米处的风速；C80为盐度的修正因子；AB1为气溶胶浓度与质量通量的转换系数；ρ2为海盐粒子密度；x为溶质质量分数；B3为与粒子半径相关的经验算子。
可选的，所述确定模块703用于：
获取所述第七地理网格的海面10米处的风速、相对湿度、海盐的粒子半径和海水盐度；通过以下公式确定所述第七地理网格的海盐排放通量F近：
Figure GDA0003490955820000251
Figure GDA0003490955820000252
Figure GDA0003490955820000253
AB2＝2×10-15×4.188×rRH 3×ρ2x
ρ2＝1000×(3.8033-16.248RH+46.085RH2-68.317RH3+50.932RH4-15.261RH5)
x＝3.1657-19.079RH+55.72RH2-83.998RH3+63.436RH4-19.248RH5
其中，Fc为海盐排放通量F近，RH为相对湿度，rRH为RH湿度下的海盐的粒子半径，U10为海面10米处的风速，S是指海水盐度，C0为盐度的修正因子，AB2为气溶胶浓度与质量通量的转换系数，ρ2为海盐粒子密度，x为溶质质量分数。
可选的，对于所述第六地理网格和所述第七地理网格，所述确定模块703还用于：
获取预设的多种化学组分的占比；
根据每种化学组分的占比和地理网格的海盐排放通量，确定所述每种化学组分对应的海盐排放通量。
可选的，所述确定模块703还用于：
根据所述海盐排放通量，模拟海盐气溶胶的物理化学过程；
根据所述海盐气溶胶的物理化学过程的计算结果和输出频率设定，输出海盐气溶胶的浓度分布。
本发明实施例中，海盐排放通量计算请求可以携带有计算方案配置参数，服务器可以通过计算方案配置参数选择目标计算方案，进而确定海盐排放通量。在同一模式框架下实现了多种不同复杂度海盐计算方案的集成、改进，可以适用全球、区域、城市等多尺度模拟，同时兼顾计算效率和模拟精度，与以往的计算方案相比，本方法能有效提高海盐排放通量模拟的多尺度、多场景适用性。
本发明示例性实施例还提供一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器。所述存储器存储有能够被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序在被所述至少一个处理器执行时用于使所述电子设备执行根据本发明实施例的方法。
本发明示例性实施例还提供一种存储有计算机程序的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机程序在被计算机的处理器执行时用于使所述计算机执行根据本发明实施例的方法。
本发明示例性实施例还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，其中，所述计算机程序在被计算机的处理器执行时用于使所述计算机执行根据本发明实施例的方法。
参考图5，现将描述可以作为本发明的服务器或客户端的电子设备800的结构框图，其是可以应用于本发明的各方面的硬件设备的示例。电子设备旨在表示各种形式的数字电子的计算机设备，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。
如图5所示，电子设备800包括计算单元801，其可以根据存储在只读存储器(ROM)802中的计算机程序或者从存储单元808加载到随机访问存储器(RAM)803中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 803中，还可存储设备800操作所需的各种程序和数据。计算单元801、ROM 802以及RAM 803通过总线804彼此相连。输入/输出(I/O)接口805也连接至总线804。
电子设备800中的多个部件连接至I/O接口805，包括：输入单元806、输出单元807、存储单元808以及通信单元809。输入单元806可以是能向电子设备800输入信息的任何类型的设备，输入单元806可以接收输入的数字或字符信息，以及产生与电子设备的用户设置和/或功能控制有关的键信号输入。输出单元807可以是能呈现信息的任何类型的设备，并且可以包括但不限于显示器、扬声器、视频/音频输出终端、振动器和/或打印机。存储单元808可以包括但不限于磁盘、光盘。通信单元809允许电子设备800通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据，并且可以包括但不限于调制解调器、网卡、红外通信设备、无线通信收发机和/或芯片组，例如蓝牙设备、WiFi设备、WiMax设备、蜂窝通信设备和/或类似物。
计算单元801可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元801的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元801执行上文所描述的各个方法和处理。例如，在一些实施例中，海盐排放通量的确定方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元808。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 802和/或通信单元809而被载入和/或安装到电子设备800上。在一些实施例中，计算单元801可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行海盐排放通量的确定方法。
用于实施本发明的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本发明的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行***、装置或设备使用或与指令执行***、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体***、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
如本发明使用的，术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”指的是用于将机器指令和/或数据提供给可编程处理器的任何计算机程序产品、设备、和/或装置(例如，磁盘、光盘、存储器、可编程逻辑装置(PLD))，包括，接收作为机器可读信号的机器指令的机器可读介质。术语“机器可读信号”指的是用于将机器指令和/或数据提供给可编程处理器的任何信号。
为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的***和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的***和技术实施在包括后台部件的计算***(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算***(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算***(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的***和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算***中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将***的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)和互联网。
计算机***可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。

Claims (7)

1.一种海盐排放通量的确定方法，其特征在于，所述方法包括：
接收海盐排放通量计算请求，所述海盐排放通量计算请求至少包括计算方案配置参数和空间配置参数；
根据所述计算方案配置参数，确定目标计算方案；
根据所述空间配置参数，确定目标区域的多个地理网格；
根据所述目标计算方案，获取每个地理网格的气象信息和地理信息；
根据所述每个地理网格的地理信息，确定所述每个地理网格的下垫面属性；
基于所述每个地理网格的气象信息和下垫面属性，通过所述目标计算方案进行计算，确定所述每个地理网格的海盐排放通量；
其中，所述目标计算方案为第三计算方案，所述第三计算方案是指基于地理属性、粒子半径和海域属性的计算方案；所述第三计算方案所使用的下垫面属性为包括陆地属性、海冰属性和海洋属性的地理属性，所述海洋属性为包括远海区和近海区的海域属性；
所述基于所述每个地理网格的气象信息和下垫面属性，通过所述目标计算方案进行计算，确定所述每个地理网格的海盐排放通量，包括：
当第五地理网格的地理属性为陆地属性或海冰属性时，将所述第五地理网格的海盐排放通量设置为第三预设数值；
当第六地理网格的地理属性为海洋属性，海域属性为远海区时，根据所述第六地理网格的气象信息，分别确定粒子半径小于第二半径阈值的第三海盐排放通量Fa，以及粒子半径大于等于第二半径阈值的第四海盐排放通量Fb；根据所述第三海盐排放通量Fa和第四海盐排放通量Fb，确定所述第六地理网格的海盐排放通量F远；
当第七地理网格的地理属性为海洋属性，海域属性为近海区时，根据所述第七地理网格的气象信息，确定所述第七地理网格的海盐排放通量F近；
其中，根据所述第六地理网格的气象信息，确定粒子半径小于第二半径阈值的第三海盐排放通量Fa，包括：
获取所述第六地理网格的海面10米处的风速、相对湿度、海盐的粒子半径；
通过以下公式确定所述第三海盐排放通量Fa：
Figure FDA0003807471070000011
Figure FDA0003807471070000012
Figure FDA0003807471070000021
Figure FDA0003807471070000022
A1＝-5.001E3+0.808E6rRHC80-1.98E7(rRHC80)2+2.188E8(rRHC80)3-1.144E9(rRHC80)4+2.29E9(rRHC80)5
A2＝3.854E3+1.168E4rRHC80-6.572E4(rRHC80)2+1.003E5(rRHC80)3-6.407E4(rRHC80)4+1.493E4(rRHC80)5
A3＝4.498E2+0.839E3rRHC80-5.394E2(rRHC80)2+1.218E2(rRHC80)3-1.213E1(rRHC80)4+4.514E-1(rRHC80)5
ρ2＝1000×(3.8033-16.248RH+46.085RH2-68.317RH3+50.932RH4-15.261RH5)
x＝3.1657-19.079RH+55.72RH2-83.998RH3+63.436RH4-19.248RH5
其中，Ai为经验系数，i的取值范围为{1，2，3}；ri为海盐的粒子半径，r0的取值范围为(0,0.1)，r1的取值范围为[0.1,1)，r2的取值范围为[1,2.5)，r3的取值范围为[2.5,5)；RH为相对湿度，rRH为RH湿度下的气溶胶粒子半径；U10为海面10米处的风速；C80为盐度的修正因子；AB1为气溶胶浓度与质量通量的转换系数；ρ2为海盐粒子密度；x为溶质质量分数；En为10n。
2.根据权利要求1所述的海盐排放通量的确定方法，其特征在于，根据所述第六地理网格的气象信息，确定粒子半径大于等于半径阈值的第四海盐排放通量Fb，包括：
获取所述第六地理网格的海面10米处的风速、相对湿度、海盐的粒子半径；
通过以下公式确定所述第四海盐排放通量Fb：
Figure FDA0003807471070000023
Figure FDA0003807471070000024
Figure FDA0003807471070000025
Figure FDA0003807471070000026
Figure FDA0003807471070000027
Figure FDA0003807471070000028
ρ2＝1000×(3.8033-16.248RH+46.085RH2-68.317RH3+50.932RH4-15.261RH5)
x＝3.1657-19.079RH+55.72RH2-83.998RH3+63.436RH4-19.248RH5
其中，A4为经验系数；r3、r4为海盐的粒子半径，r3的取值范围为[2.5,5)，r4的取值范围为[5,10]；RH为相对湿度，rRH为RH湿度下的海盐的粒子半径；U10为海面10米处的风速；C80为盐度的修正因子；AB1为气溶胶浓度与质量通量的转换系数；ρ2为海盐粒子密度；x为溶质质量分数；B3为与粒子半径相关的经验算子。
3.根据权利要求1所述的海盐排放通量的确定方法，其特征在于，所述根据所述第七地理网格的气象信息，确定所述第七地理网格的海盐排放通量F近，包括：
获取所述第七地理网格的海面10米处的风速、相对湿度、海盐的粒子半径和海水盐度；
通过以下公式确定所述第七地理网格的海盐排放通量F近：
Figure FDA0003807471070000031
Figure FDA0003807471070000032
Figure FDA0003807471070000033
AB2＝2×10-15×4.188×rRH 3×ρ2x
ρ2＝1000×(3.8033-16.248RH+46.085RH2-68.317RH3+50.932RH4-15.261RH5)
x＝3.1657-19.079RH+55.72RH2-83.998RH3+63.436RH4-19.248RH5
其中，Fc为海盐排放通量F近，RH为相对湿度，rRH为RH湿度下的海盐的粒子半径，U10为海面10米处的风速，S是指海水盐度，C0为盐度的修正因子，AB2为气溶胶浓度与质量通量的转换系数，ρ2为海盐粒子密度，x为溶质质量分数。
4.根据权利要求1所述的海盐排放通量的确定方法，其特征在于，对于所述第六地理网格和所述第七地理网格，所述方法还包括：
获取预设的多种化学组分的占比；
根据每种化学组分的占比和地理网格的海盐排放通量，确定海盐中所述每种化学组分对应的排放通量。
5.根据权利要求1所述的海盐排放通量的确定方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述海盐排放通量，模拟海盐气溶胶的物理化学过程；
根据所述海盐气溶胶的物理化学过程的计算结果和输出频率设定，输出海盐气溶胶的浓度分布。
6.一种电子设备，包括：
处理器；以及
存储程序的存储器，
其中，所述程序包括指令，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器执行根据权利要求1-5中任一项所述的方法。
7.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使计算机执行根据权利要求1-5中任一项所述的方法。
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