盛夏副高边缘局地暴雨的形成机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41375054
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0501.天气学
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

The local sudden rainfall under the stable circulation background near the edge of the subtropical high in midsummer has the characteristics of the short duration and large intensity. It is a type of important high-impact weather. However, previous studies did not pay much attention on this kind of rainfall. By the comprehensive technical approach of diagnostic analyses of observation, numerical simulation, statistical-dynamical diagnostic analyses, and the Lagrangian method and associated theoretical derivation of dynamical process for multiple typical rainfall cases, this research project focuses on: (1) identifying the founding process of local atmospheric instability before the occurrence of the rainfall, and searching for new index to estimate the instability for this type of local rainfall; (2) exploring the mechanism responsible for the moisture gather in a short time before rainfall by Lagrangian numerical simulation and the technique of tracking moisture source; (3) deriving the G vector which could depict local vertical motion, direct illustrating the local updrafts before and during the period of rainfall, and trying to reveal the triggering mechanism inducing the uplift; (4) constructing the "precursor" physical variable to predict the occurrence of the local heavy rainfall near the edge of subtropical high. By above analyses for the special instability, moisture, vertical motion conditions to form this type of heavy rainfall, we try to reveal the formative mechanism of the local heavy rainfall near the edge of subtropical high, provide solid theoretical basis and scientific thinking for deep understanding, diagnosing , and forecasting this kind of local heavy rainfall.
盛夏副高边缘稳定环流形势下的局地暴雨,具有突发性强、历时短、强度大的特点,是一种重要的高影响天气,而过去对此类暴雨研究甚少。本项目研究选取此类暴雨的多个典型个例,拟基于观测资料分析和高分辨数值模拟结果,采用动力、统计相结合的诊断方法,并借助最新的拉格朗日分析技术及动力过程理论推导,(1)研究此类暴雨发生前大气不稳定的建立过程,并提出适用于描述其大气不稳定的新判据;(2)采用基于拉格朗日数值模拟的水汽源区追踪和诊断技术,认识此类暴雨发生前的水汽快速汇聚机制;(3)推导并采用可描述局地大气垂直运动的G矢量,直观显示此类暴雨发生前和降水过程中雨区的垂直运动发生发展过程,揭示引起该上升运动的暴雨启动机制;(4)基于上述研究,构建可预示该类暴雨发生的"前兆性"物理变量。通过对以上暴雨形成物理条件的细致研究,真实揭示副高边缘局地暴雨形成机制,为该类暴雨研究提供坚实的理论基础,并为其科学预报提供新思路。

结项摘要

本项目选取盛夏副高边缘局地暴雨的多次典型天气过程,基于观测资料分析和高分辨数值模拟结果,采用动力、统计相结合的诊断方法,并借助拉格朗日分析技术及动力理论推导,(1)发展了适用于描述副高边缘局地暴雨中大气不稳定的新判据,来识别该类暴雨发生之前局地大气不稳定的建立过程,这无论对大气不稳定研究还是对该类暴雨的预测理论发展都有贡献;(2)基于欧拉和拉格朗日方法,追踪和识别副高边缘局地暴雨的水汽输送路径和源区,探讨水汽快速汇聚机制,解析该类暴雨的水汽供给问题;(3)从能量和动量变化的角度,揭示了副高边缘局地暴雨中对流发展的能量和动量源,构建了对流活跃度新判据,从促进暖湿空气抬升(激发垂直运动)的能量和动量源判别对流发展潜势、识别暴雨启动机制;(4)发展了可预示副高边缘局地暴雨的前兆性物理变量,如修正的理查逊数和二阶位涡等,这些变量可直接用来诊断这类暴雨发生。通过这些研究,从该类暴雨发生的不稳定环境及水汽和垂直运动条件等揭示副高边缘局地暴雨的形成机制,并构建了暴雨发生的指示性物理变量,为科学预报提供了新思路。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Revisit to frozen-in property of vorticity
重新审视涡度的冻结属性
  • DOI:
    10.1088/1674-1056/26/8/089201
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Chinese Physics B
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Yang Shuai;Zuo Qun-Jie;Gao Shou-Ting
  • 通讯作者:
    Gao Shou-Ting
Investigation of the mei-yu front using a new deformation frontogenesis function
利用新的变形锋生函数研究梅雨锋
  • DOI:
    10.1007/s00376-014-4147-7
  • 发表时间:
    2015-03
  • 期刊:
    Advances in Atmospheric Sciences
  • 影响因子:
    5.8
  • 作者:
    Yang Shuai;Gao Shouting;Lu Chungu
  • 通讯作者:
    Lu Chungu
The derivation of moist baroclinic Ertel-Rossby invariant in fast manifold and its application to typhoons
快速流形中湿斜压Ertel-Rossby不变量的推导及其在台风中的应用
  • DOI:
    10.1007/s11430-013-4761-8
  • 发表时间:
    2014-03
  • 期刊:
    Science China Earth Sciences
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yang S;Gao S T;Chen B
  • 通讯作者:
    Chen B
Another look at the moist baroclinic Ertel-Rossby invariant with mass forcing
再看看带有质量强迫的湿斜压 Ertel-Rossby 不变量
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Chin. Phys. B
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Shuai Yang;Shou-Ting Gao;Bin Chen
  • 通讯作者:
    Bin Chen
Image of local energy anomaly during a heavy rainfall event
强降雨期间当地能源异常图像
  • DOI:
    10.1088/1674-1056/26/11/119201
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Chin. Phys. B
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yang Shuai;Zuo Qunjie;Gao Shouting
  • 通讯作者:
    Gao Shouting

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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