2012年以來，我國多地尤其是京津冀區(qū)域空氣重污染天氣頻發(fā)，引發(fā)公眾對空氣質(zhì)量的空前關(guān)注。為科學(xué)準(zhǔn)確地反映和評估環(huán)境空氣質(zhì)量狀況，2012年2月29日，環(huán)境保護(hù)部正式發(fā)布新修訂的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012），增加了臭氧（O3）和細(xì)顆粒物（PM2.5）兩項污染物控制標(biāo)準(zhǔn)，加嚴(yán)了可吸入顆粒物（PM10）、二氧化氮（NO2）等污染物的限值要求；環(huán)境空氣評價也由API（空氣污染指數(shù)）評價轉(zhuǎn)向AQI（空氣質(zhì)量指數(shù)）評價，評價項目由原來的3項（PMio、SO2、NO2）轉(zhuǎn)變?yōu)?項（PM10、PM2.5、SO2、NO2、O3、CO），環(huán)境空氣質(zhì)量預(yù)測也由API時代轉(zhuǎn)向AQI時代。
　　面對新的環(huán)境形勢，傳統(tǒng)的以API預(yù)測為基礎(chǔ)的空氣質(zhì)量預(yù)測模型無法預(yù)測PM2.5及O3，無法適應(yīng)新的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》及環(huán)境管理需求，開發(fā)適應(yīng)于新《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》和管理需求的空氣質(zhì)量預(yù)測預(yù)報模式已勢在必行。同時，2013年9月10日，國務(wù)院出臺《大氣污染防治行動計劃》，明確要求各地建立監(jiān)測預(yù)警應(yīng)急體系，妥善應(yīng)對重污染天氣。2013年9月28日，天津市印發(fā)《天津市清新空氣行動方案》，要求建立重污染天氣監(jiān)測預(yù)警體系，加強(qiáng)重污染天氣預(yù)警研究，制定監(jiān)測預(yù)警方案，完善監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，不斷提高預(yù)測預(yù)報的準(zhǔn)確性。
　　基于以上背景，為適應(yīng)新的環(huán)境形勢，響應(yīng)《大氣污染防治行動計劃》和《天津市清新空氣行動方案》要求，《天津市空氣質(zhì)量預(yù)測預(yù)警系統(tǒng)技術(shù)研究及示范應(yīng)用》編著者根據(jù)天津市污染和氣象長期觀測資料，系統(tǒng)研究了天津市重污染天氣特征，建立了重污染案例庫和重污染天氣概念模型；開展不同季節(jié)大氣污染物濃度、二次粒子反應(yīng)強(qiáng)度及氣象條件研究，確定影響二次顆粒物生成潛勢的主要因素，估算不同季節(jié)、不同天氣狀況下二次顆粒物氣態(tài)前體物的轉(zhuǎn)化程度；開展天津市數(shù)值模型優(yōu)化及本地化研究，構(gòu)建基于NAQPMS模型、CMAQ模型、CAMx模型和WRF-Chem模型的多模式數(shù)值預(yù)報系統(tǒng)，形成了完善的天津市重污染天氣預(yù)報預(yù)警體系，研究實現(xiàn)了天津市未來5～7天的空氣質(zhì)量預(yù)測，重污染天氣過程預(yù)報準(zhǔn)確率達(dá)90%以上，并通過GIS平臺、手機(jī)APP等多種發(fā)布渠道發(fā)布預(yù)報信息。