1กรอบมาตรฐานที่ใช้

แนวทางแบบจำลองคุณภาพอากาศของ U.S. EPA (40 CFR Part 51, Appendix W, §8.4.5) และ AERMOD Implementation Guide (§3.4) ยอมรับข้อมูลจากแบบจำลองอุตุนิยมวิทยาเชิงพยากรณ์เป็นข้อมูลนำเข้าของ AERMOD เมื่อไม่มีข้อมูลตรวจวัดที่เป็นตัวแทนของพื้นที่ โดยกำหนดให้ประมวลผลด้วยโปรแกรม MMIF และ AERMET ตามแนวทาง EPA-454/B-24-005 [1–3]

การจัดทำข้อมูลของเราดำเนินการตามกรอบดังกล่าว ตั้งแต่การจำลองบรรยากาศ การสกัดข้อมูลรายจุด การกำหนดลักษณะพื้นผิว ไปจนถึงการคำนวณพารามิเตอร์ชั้นบรรยากาศขอบเขต โดยใช้ซอฟต์แวร์รุ่นมาตรฐานล่าสุดที่ U.S. EPA เผยแพร่

2ผลิตภัณฑ์ข้อมูล

3แบบจำลองบรรยากาศ (ใช้ร่วมกันทุกผลิตภัณฑ์)

4เส้นทาง AERMET → AERMOD

• MMIF 4.1.1 ในโหมด AERMET ซึ่งเป็นแนวทางที่แนะนำสำหรับงานด้านกฎระเบียบ [3, §1, §3.2; 17] สกัดโปรไฟล์ที่ระดับความสูง 25–5,000 ม. ตามชุดที่ EPA กำหนด [3, §3.2.3] และขยายถึง 6,000 ม. เพื่อให้โปรไฟล์ครอบคลุมเหนือ 5 กม.
• เวลาอ้างอิง เป็นเวลามาตรฐานท้องถิ่น (LST) ของพื้นที่ตั้ง โดยระบุค่าต่างจาก UTC ไว้ในไฟล์ควบคุม AERMET และตรวจสอบตามแนวทาง [3, §3.2.1.1]
• AERMET 26135 รุ่นมาตรฐานของ U.S. EPA (ก.ค. 2026) [12] ใช้ตัวเลือก STABLEBL BULKRN และ ADJ_U* สำหรับชั้นบรรยากาศเสถียรและลมอ่อน [13] โดยใช้ลักษณะพื้นผิวจาก MMIF

5เส้นทาง CALMET → CALPUFF อยู่ระหว่างดำเนินการ

CALMET เป็นแบบจำลองอุตุนิยมวิทยาเชิงวินิจฉัย (diagnostic) ที่สร้างสนามลมและอุณหภูมิสามมิติรายชั่วโมงบนกริดละเอียด โดยปรับผลของภูมิประเทศ (kinematic terrain effects, slope flows, blocking) และคำนวณพารามิเตอร์ชั้นบรรยากาศขอบเขตตามการใช้ที่ดิน ผลลัพธ์ (CALMET.DAT) ใช้เป็นข้อมูลนำเข้าของแบบจำลองกลุ่มควันแบบ Lagrangian puff CALPUFF [18, 19]

สถานะด้านกฎระเบียบ: การปรับปรุง Appendix W ปี 2017 ถอด CALPUFF ออกจากรายชื่อแบบจำลองที่ U.S. EPA กำหนดเป็นแบบจำลองหลัก แต่ยังใช้ได้เป็นวิธีคัดกรองสำหรับการขนส่งระยะไกล (§4.2(c)(ii)) และเป็นแบบจำลองทางเลือกเมื่อได้รับความเห็นชอบจากหน่วยงานผู้พิจารณา (§3.2) [1, 22] หน่วยงานในหลายประเทศยังกำหนดให้ใช้ CALMET/CALPUFF สำหรับภูมิประเทศซับซ้อน ลมเปลี่ยนแปลงเชิงพื้นที่ และการประเมินระยะไกล ผู้ใช้ควรตรวจสอบข้อกำหนดของหน่วยงานในพื้นที่

6ลักษณะพื้นผิวและการใช้ที่ดิน

ค่า albedo, Bowen ratio และความขรุขระของพื้นผิว (z₀) เป็นตัวแปรหลักของสมดุลพลังงานที่ผิวและความเร็วเสียดทาน (u_*) ซึ่ง AERMET ใช้คำนวณความสูงชั้นผสม ความยาว Monin–Obukhov และโปรไฟล์ความปั่นป่วน [14]

สำหรับข้อมูลจากแบบจำลองเชิงพยากรณ์ แนวทางของ U.S. EPA กำหนดให้ใช้ลักษณะพื้นผิวที่ MMIF คำนวณจากการจำแนกการใช้ที่ดินของแบบจำลองอุตุนิยมวิทยา เนื่องจากเป็นตัวแทนของกริดที่สกัดและสอดคล้องกับสนามอุตุนิยมวิทยาที่แบบจำลองคำนวณ [3, §3.3] ระบบของเราใช้การจำแนก MODIS IGBP 21 ประเภท [11] ร่วมกับตารางพารามิเตอร์ของ Noah LSM [10] และส่งค่ารายเดือนให้ AERMET ผ่านไฟล์ AERSURF

AERSURFACE (รุ่น 26135) [15] เป็นเครื่องมือของ U.S. EPA สำหรับคำนวณลักษณะพื้นผิวจากข้อมูล National Land Cover Database (NLCD) ของสหรัฐอเมริกา ใช้กับข้อมูลตรวจวัดของสถานีในพื้นที่ที่ NLCD ครอบคลุม จึงไม่ใช่ขั้นตอนของข้อมูลเชิงพยากรณ์ที่ประมวลผลผ่าน MMIF ส่วน AERMAP (รุ่น 24142) [16] ประมวลผลระดับความสูงภูมิประเทศของแหล่งกำเนิดและจุดรับในโครงการ AERMOD และแยกจากการประมวลผลข้อมูลอุตุนิยมวิทยา

ค่าลักษณะพื้นผิวรายเดือนที่ใช้จริงและประเภทพื้นผิวของกริด (พื้นดิน/พื้นน้ำ) แสดงไว้ใน Readme ของทุกคำสั่ง

7การทดสอบและตรวจสอบคุณภาพข้อมูล

ทุกคำสั่งผ่านการตรวจสอบอัตโนมัติก่อนส่ง ข้อมูลที่ไม่ผ่านเกณฑ์ข้อใดข้อหนึ่งจะไม่ถูกส่งให้ลูกค้า

1. ความครบถ้วน — ข้อมูลรายชั่วโมงครบทั้งปี (8,760 หรือ 8,784 ชั่วโมงในปีอธิกสุรทิน) และโปรไฟล์ชั้นบนครบ 2 ครั้งต่อวัน (00 และ 12 UTC)
2. ความต่อเนื่องของเวลา — ลำดับเวลาไม่ขาดไม่ซ้ำ ชั่วโมงแรกและชั่วโมงสุดท้ายตรงกับปีที่สั่ง และเวลาท้องถิ่นสอดคล้องกับเวลาของแบบจำลองต้นทาง
3. ผลของขอบเวลา — ใช้ข้อมูลส่วนเกินหัว–ท้ายปีในการสกัด แล้วตัดออก เพื่อไม่ให้ช่วงต้นและปลายปีได้รับผลจาก spin-up หรือการตัดข้อมูลของโปรแกรม
4. ความสอดคล้องทางฟิสิกส์ — ตรวจทุกระดับความสูง เช่น จุดน้ำค้างไม่สูงกว่าอุณหภูมิ ทิศลมอยู่ในช่วง 0–360° และความกดอากาศลดลงตามความสูง
5. การประมวลผล AERMET — AERMET ทำงานสำเร็จโดยไม่มี error และไฟล์ .SFC ไม่มีชั่วโมงที่ค่าหาย ชั่วโมงใกล้ดวงอาทิตย์ตกที่ AERMET จัดเป็นกลางวันแต่แบบจำลองให้รังสีเป็นศูนย์ ได้รับการปรับค่ารังสีและบันทึกจำนวนไว้ใน Readme
6. ประเภทพื้นผิวของกริด — ตรวจว่ากริดที่สกัดจัดเป็นพื้นดินหรือพื้นน้ำ เพื่อพิจารณาการใช้งานบริเวณชายฝั่ง [3, §3.6]
7. การเทียบกับข้อมูลอ้างอิง — ระหว่างการพัฒนาระบบได้เทียบรูปแบบไฟล์และค่าทางฟิสิกส์กับชุดข้อมูลอ้างอิงอิสระ เพื่อยืนยันความเข้ากันได้กับ AERMET/AERMOD

8ขอบเขตการใช้งานและข้อควรพิจารณา

• ความเป็นตัวแทนเชิงพื้นที่ — ค่าในไฟล์เป็นค่าเฉลี่ยของกริดแบบจำลองที่ครอบคลุมจุดที่สั่ง ไม่ใช่ค่าตรวจวัด ณ จุดเดียว พื้นที่ภูมิประเทศซับซ้อน หุบเขา หรือแนวชายฝั่งอาจต้องใช้กริดละเอียดกว่า ผู้ใช้ควรอธิบายความเป็นตัวแทนของข้อมูลในรายงาน [1, §8.4; 3, §3.2.4]
• ความยาวของข้อมูล — หนึ่งคำสั่งครอบคลุม 1 ปีปฏิทิน งานด้านกฎระเบียบของสหรัฐอเมริกาที่ใช้ AERMOD กำหนดข้อมูลเชิงพยากรณ์อย่างน้อย 3 ปี [3, §2.1] ส่วนงานในประเทศอื่นและงานที่ใช้ CALPUFF ให้เป็นไปตามข้อกำหนดของหน่วยงานผู้พิจารณาในแต่ละพื้นที่ สั่งหลายปีได้เมื่อข้อมูลพร้อม
• การยอมรับข้อมูล — การยอมรับข้อมูลเชิงพยากรณ์สำหรับแต่ละโครงการขึ้นอยู่กับหน่วยงานผู้พิจารณา [3, §2.3.1] ไฟล์ Readme ไฟล์ควบคุม AERMET และไฟล์ลักษณะพื้นผิวที่ส่งมอบใช้เป็นเอกสารประกอบได้
• ผลิตภัณฑ์ CALMET และ CSV — อยู่ระหว่างดำเนินการ แนวทางของ CALMET แสดงในข้อ 5 ค่าที่ใช้จริงและเกณฑ์ตรวจคุณภาพเฉพาะผลิตภัณฑ์จะประกาศเมื่อเปิดให้บริการ

9เอกสารอ้างอิง

1. U.S. EPA (2024). Guideline on Air Quality Models. 40 CFR Part 51, Appendix W (revised November 2024). eCFR
2. U.S. EPA (2026). AERMOD Implementation Guide. EPA-454/B-26-002. PDF
3. U.S. EPA (2024). Guidance on the Use of the Mesoscale Model Interface Program (MMIF) for AERMOD Applications. EPA-454/B-24-005. PDF
4. Skamarock, W.C., et al. (2019). A Description of the Advanced Research WRF Model Version 4. NCAR Technical Note NCAR/TN-556+STR. doi:10.5065/1dfh-6p97
5. National Centers for Environmental Prediction (2015). NCEP GDAS/FNL 0.25 Degree Global Tropospheric Analyses and Forecast Grids. NCAR Research Data Archive, ds083.3. doi:10.5065/D65Q4T4Z
6. Hong, S.-Y., & Lim, J.-O. J. (2006). The WRF single-moment 6-class microphysics scheme (WSM6). Journal of the Korean Meteorological Society, 42, 129–151.
7. Tiedtke, M. (1989). A comprehensive mass flux scheme for cumulus parameterization in large-scale models. Monthly Weather Review, 117, 1779–1800.
8. Iacono, M.J., et al. (2008). Radiative forcing by long-lived greenhouse gases: Calculations with the AER radiative transfer models. Journal of Geophysical Research, 113, D13103.
9. Hong, S.-Y., Noh, Y., & Dudhia, J. (2006). A new vertical diffusion package with an explicit treatment of entrainment processes. Monthly Weather Review, 134, 2318–2341.
10. Chen, F., & Dudhia, J. (2001). Coupling an advanced land surface–hydrology model with the Penn State–NCAR MM5 modeling system. Part I. Monthly Weather Review, 129, 569–585.
11. Friedl, M.A., et al. (2010). MODIS Collection 5 global land cover: Algorithm refinements and characterization of new datasets. Remote Sensing of Environment, 114, 168–182.
12. U.S. EPA (2026). User's Guide for the AERMOD Meteorological Preprocessor (AERMET), version 26135. EPA-454/B-26-005. SCRAM
13. Qian, W., & Venkatram, A. (2011). Performance of steady-state dispersion models under low wind-speed conditions. Boundary-Layer Meteorology, 138, 475–491.
14. Cimorelli, A.J., et al. (2005). AERMOD: A dispersion model for industrial source applications. Part I: General model formulation and boundary layer characterization. Journal of Applied Meteorology, 44, 682–693.
15. U.S. EPA (2026). User's Guide for AERSURFACE Tool, version 26135. EPA-454/B-26-007. SCRAM
16. U.S. EPA (2024). User's Guide for the AERMOD Terrain Preprocessor (AERMAP), version 24142. EPA-454/B-24-008. SCRAM
17. U.S. EPA (2024). User's Guide for the Mesoscale Model Interface (MMIF) Program, version 4.1.1. SCRAM
18. Scire, J.S., Robe, F.R., Fernau, M.E., & Yamartino, R.J. (2000). A User's Guide for the CALMET Meteorological Model (Version 5). Earth Tech, Inc., Concord, MA.
19. Scire, J.S., Strimaitis, D.G., & Yamartino, R.J. (2000). A User's Guide for the CALPUFF Dispersion Model (Version 5). Earth Tech, Inc., Concord, MA. PDF
20. U.S. EPA (2009). Clarification on EPA-FLM Recommended Settings for CALMET. Memorandum, Office of Air Quality Planning and Standards, 31 August 2009.
21. Farr, T.G., et al. (2007). The Shuttle Radar Topography Mission. Reviews of Geophysics, 45, RG2004.
22. CALPUFF Modeling System — Regulatory status and model versions.

ปรับปรุงล่าสุด 10 ต.ค. 2569

1Regulatory framework

The U.S. EPA Guideline on Air Quality Models (40 CFR Part 51, Appendix W, §8.4.5) and the AERMOD Implementation Guide (§3.4) accept prognostic meteorological data as AERMOD input where no representative observations exist, processed with MMIF and AERMET following EPA-454/B-24-005 [1–3].

Our data are produced within this framework — from the atmospheric simulation and point extraction to the assignment of surface characteristics and the computation of boundary-layer parameters — using the current regulatory versions of the U.S. EPA software.

2Data products

3Atmospheric model (shared by all products)

4AERMET → AERMOD pathway

• MMIF 4.1.1 in AERMET mode, the approach recommended for regulatory applications [3, §1, §3.2; 17]. Profiles are extracted at the EPA heights of 25–5,000 m [3, §3.2.3] and extended to 6,000 m so that profiles reach above 5 km.
• Time reference is the local standard time (LST) of the site; the UTC offset is declared in the AERMET control file and verified as advised in [3, §3.2.1.1].
• AERMET 26135, the U.S. EPA regulatory version (July 2026) [12], with STABLEBL BULKRN and ADJ_U* for stable, low-wind conditions [13], using the surface characteristics from MMIF.

5CALMET → CALPUFF pathway In preparation

CALMET is a diagnostic meteorological model that builds hourly three-dimensional wind and temperature fields on a fine grid, adjusting for terrain (kinematic effects, slope flows, blocking) and computing boundary-layer parameters from land use. Its output (CALMET.DAT) drives the Lagrangian puff dispersion model CALPUFF [18, 19].

Regulatory status: the 2017 revision of Appendix W removed CALPUFF from the U.S. EPA preferred models; it remains available as a screening technique for long-range transport (§4.2(c)(ii)) and as an alternative model with reviewing-authority approval (§3.2) [1, 22]. Agencies in many countries continue to specify CALMET/CALPUFF for complex terrain, spatially varying winds and long-range assessments; users should confirm local requirements.

6Surface characteristics and land use

Albedo, Bowen ratio and surface roughness length (z₀) control the surface energy budget and the friction velocity (u_*), from which AERMET derives the mixing height, the Monin–Obukhov length and the turbulence profiles [14].

For prognostic data, U.S. EPA guidance specifies the surface characteristics computed by MMIF from the meteorological model's land-use classification, as these represent the processed grid cell and are consistent with the simulated meteorological fields [3, §3.3]. Our system uses the MODIS IGBP 21-category classification [11] with the Noah LSM parameter tables [10] and passes monthly values to AERMET through the AERSURF file.

AERSURFACE (version 26135) [15] is the U.S. EPA tool that derives surface characteristics from the U.S. National Land Cover Database (NLCD) for observation-based processing where NLCD is available; it is not part of the MMIF prognostic pathway. AERMAP (version 24142) [16] processes terrain elevations for sources and receptors in the AERMOD project and is independent of meteorological processing.

The monthly surface characteristics actually used and the surface type of the grid cell (land or water) are listed in the Readme of every order.

7Testing and quality assurance

Every order passes automated checks before delivery; data failing any criterion are not delivered.

1. Completeness — a full year of hourly records (8,760, or 8,784 in leap years) and two upper-air profiles per day (00 and 12 UTC).
2. Temporal integrity — no gaps or duplicates, first and last hours match the ordered year, and local time agrees with the source model time.
3. Boundary effects — extraction uses lead and trail periods that are removed afterwards, so the beginning and end of the year are free of spin-up and truncation effects.
4. Physical consistency — every level is checked, e.g. dew point not above temperature, wind direction within 0–360° and pressure decreasing with height.
5. AERMET processing — AERMET completes with no errors and the .SFC file has no missing hours. Hours near sunset that AERMET treats as daytime but for which the model gives zero radiation receive an insolation adjustment, and their number is reported in the Readme.
6. Grid-cell surface type — the extracted cell is classified as land or water for coastal applications [3, §3.6].
7. Reference comparison — during system development, file structure and physical values were compared with an independent reference dataset to confirm compatibility with AERMET/AERMOD.

8Scope and considerations

• Spatial representativeness — values represent the model grid cell covering the requested point, not a point measurement. Complex terrain, valleys and coastlines may require a finer grid; users should document representativeness in their reports [1, §8.4; 3, §3.2.4].
• Record length — each order covers one calendar year. U.S. regulatory AERMOD applications require at least three years of prognostic data [3, §2.1]; other jurisdictions and CALPUFF applications follow the requirements of the local reviewing authority. Several years can be ordered once available.
• Acceptance — acceptance of prognostic data for a given project rests with the reviewing authority [3, §2.3.1]. The delivered Readme, AERMET control file and surface characteristics file serve as supporting documentation.
• CALMET and CSV products — in preparation; the CALMET approach is outlined in Section 5, and the final settings and product-specific quality criteria will be published at launch.

9References

1. U.S. EPA (2024). Guideline on Air Quality Models. 40 CFR Part 51, Appendix W (revised November 2024). eCFR
2. U.S. EPA (2026). AERMOD Implementation Guide. EPA-454/B-26-002. PDF
3. U.S. EPA (2024). Guidance on the Use of the Mesoscale Model Interface Program (MMIF) for AERMOD Applications. EPA-454/B-24-005. PDF
4. Skamarock, W.C., et al. (2019). A Description of the Advanced Research WRF Model Version 4. NCAR Technical Note NCAR/TN-556+STR. doi:10.5065/1dfh-6p97
5. National Centers for Environmental Prediction (2015). NCEP GDAS/FNL 0.25 Degree Global Tropospheric Analyses and Forecast Grids. NCAR Research Data Archive, ds083.3. doi:10.5065/D65Q4T4Z
6. Hong, S.-Y., & Lim, J.-O. J. (2006). The WRF single-moment 6-class microphysics scheme (WSM6). Journal of the Korean Meteorological Society, 42, 129–151.
7. Tiedtke, M. (1989). A comprehensive mass flux scheme for cumulus parameterization in large-scale models. Monthly Weather Review, 117, 1779–1800.
8. Iacono, M.J., et al. (2008). Radiative forcing by long-lived greenhouse gases: Calculations with the AER radiative transfer models. Journal of Geophysical Research, 113, D13103.
9. Hong, S.-Y., Noh, Y., & Dudhia, J. (2006). A new vertical diffusion package with an explicit treatment of entrainment processes. Monthly Weather Review, 134, 2318–2341.
10. Chen, F., & Dudhia, J. (2001). Coupling an advanced land surface–hydrology model with the Penn State–NCAR MM5 modeling system. Part I. Monthly Weather Review, 129, 569–585.
11. Friedl, M.A., et al. (2010). MODIS Collection 5 global land cover: Algorithm refinements and characterization of new datasets. Remote Sensing of Environment, 114, 168–182.
12. U.S. EPA (2026). User's Guide for the AERMOD Meteorological Preprocessor (AERMET), version 26135. EPA-454/B-26-005. SCRAM
13. Qian, W., & Venkatram, A. (2011). Performance of steady-state dispersion models under low wind-speed conditions. Boundary-Layer Meteorology, 138, 475–491.
14. Cimorelli, A.J., et al. (2005). AERMOD: A dispersion model for industrial source applications. Part I: General model formulation and boundary layer characterization. Journal of Applied Meteorology, 44, 682–693.
15. U.S. EPA (2026). User's Guide for AERSURFACE Tool, version 26135. EPA-454/B-26-007. SCRAM
16. U.S. EPA (2024). User's Guide for the AERMOD Terrain Preprocessor (AERMAP), version 24142. EPA-454/B-24-008. SCRAM
17. U.S. EPA (2024). User's Guide for the Mesoscale Model Interface (MMIF) Program, version 4.1.1. SCRAM
18. Scire, J.S., Robe, F.R., Fernau, M.E., & Yamartino, R.J. (2000). A User's Guide for the CALMET Meteorological Model (Version 5). Earth Tech, Inc., Concord, MA.
19. Scire, J.S., Strimaitis, D.G., & Yamartino, R.J. (2000). A User's Guide for the CALPUFF Dispersion Model (Version 5). Earth Tech, Inc., Concord, MA. PDF
20. U.S. EPA (2009). Clarification on EPA-FLM Recommended Settings for CALMET. Memorandum, Office of Air Quality Planning and Standards, 31 August 2009.
21. Farr, T.G., et al. (2007). The Shuttle Radar Topography Mission. Reviews of Geophysics, 45, RG2004.
22. CALPUFF Modeling System — Regulatory status and model versions.

Last updated 10 Oct 2026