基于大语言模型智能体的大气污染成因及溯源分析.pdf

《基于大语言模型智能体的大气污染成因及溯源分析.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于大语言模型智能体的大气污染成因及溯源分析.pdf（35页珍藏版）》请在三个皮匠报告上搜索。

1、基于大语言模型智能体的大气污染成因及溯源分析程真、尉笑、赵丹玥（上海交通大学环境学院）肖宇、王茜、黄成（上海市环境监测中心）2025 年 8 月 29 日CONTENTS目录研究背景与目标1研究内容与路线2功能设计与进展32下一步研究计划4第一部分Research Background and Objectives 研究背景与目标3准确的空气质量预测及科学应急决策对降低空气污染短期危害意义重大4疾病类型2天PM2.5增加10ug/m3心血管疾病1.89%心肌梗死2.25%充血性心力衰竭1.85%糖尿病2.74%呼吸系统疾病2.07%(Zanobetti et al.EH.2009)PM2.5短

2、期暴露水平升高会增加住院风险(中国环境监测总站)大气污染预报预警对公众健康至关重要5级 级 级 组织应急天然气资源 纳入重污染天气应急减排清单的工业企业（限产或停产、车辆运输管控措施）禁止露天易扬尘加工作业 易扬尘污染的物料码头堆场和搅拌站停止作业 加强道路保洁频次 黄浦江水上交通管控 禁燃放烟花爆竹和露天烧烤上海：存在问题：固定的应急方案等级缺乏灵活性，可能引发资源浪费或成效不足的问题 在重点地区或重大会议、活动期间可适当提高响应级别 空气污染防治和控制应适应当地条件“一城一策”应急响应 应急管理距离精准高效仍有差距智能体：能够感知其环境并执行行动的系统。大语言模型发展后，其处理复杂数据及提

3、取关键信息，推理及实验设计能力等已被证实，为智能体应用于大气环境研究提供了新的可能。(Lee et al.JMIR.2024;Dowling et al.FRL.2023;Mich et al.ITT.2023)(Wang et al.FCS.2024)6智能体发展为重污染应急管理提供新可能7(Zheng et al.Nature.2023)自动智能化大气污染应急管理措施 人工智能语言模型驱动的机器人专家 提示词简单、可自主设计、规划和执行复杂科学实验和管理任务Deepseek、GPT等模型的综合得分排名靠前，展现较强环境问题理解与解答能力，有望在大气环境领域发挥更大作用。研究总体目标8大模型

4、智能体分析取数决策基于GPT或Deepseek大模型大气污染预报预警多智能体基于数据进行污染成因分析查询获取相关基础数据调用工具进行调控方案优化具体目标1.开发工具:应对当前污染成因和防治快速解析需求及空气质量领域公众服务智能化需求，围绕大气污染成因解析和决策服务，开发大气环境领域人工智能体工具。92.系统功能:智能调取观测、模拟、相关产品等多源数据，实现基于智能体的污染过程自主特征分析、成因研判及调控优化。3.应用部署：具备人机交互功能，辅助支撑专业技术人员业务工作开展，以及污染应急预警决策支持等。第二部分Research Content and Route研究内容与路线10研究内容1：实现

5、智能体自主检索观测及模拟数据11服务将构建多源数据解析框架，实现智能体对异构数据的自主读取与融合。（1）关系型数据库：观测站规整数据，包含气象观测网、常规国控监测站、省控监测站、大气超级站、移动监测、垂直观测等（2）文本文档及图片：卫星遥感反演结果、天气形势图、源追踪结果文件、过程分析文件、OBM诊断模型结果等（3）NETCDF文件：排放清单、WRF模式预报输出、CMAQ预报结果输出、CMAQ源解析输出、数据驱动模型输出等研究内容2：针对污染过程的自动智能成因分析12（2）来源成因分析：来源归因智能体负责提取污染源贡献空间和行业分布特征，量化局地累积与区域传输的动态权重以及不同行业的贡献变化基

6、于空气污染的多智能体协同成因分析架构，设计污染成因动态推理引擎，实现从数据驱动到机理融合的跨尺度解析。（1）气象成因分析：气象归因智能体负责整合区域天气形势、三维风场、边界层演变及大气扩散参数，综合分析扩散条件的历史对比、持续时长及严重程度等研究内容3：针对污染过程的自动智能调控优化13（2）排放调控优化：基于数据驱动伴随模型的敏感性估算结果，通过四维变分最优化方法，给出优先调控的污染源空间分布及行业分布针对污染过程，设计自主推理引擎，自主调用数据驱动模型，实现污染源调控的智能优化与评估。（1）污染源敏感性分析：基于自动可微的数据驱动伴随模型，估算网格化的排放源对目标浓度的敏感性估算，对优先调