飞沫作用下的海浪边界层模型及其对台风模拟的影响研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    41906028
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    27.0万
  • 负责人：
    杜建廷
  • 依托单位：
    自然资源部第一海洋研究所
  • 学科分类：
    D0601.物理海洋学
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2019
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Momentum flux is one of the most important factors in air-sea interactions. In typhoon conditions, the sea surface is covered with sea spray that is produced by frequent wave breaking, which significantly affects the air-sea momentum exchange rate. The applicant of this project developed a wave boundary layer model, based on the mechanism of the generation of ocean surface waves and the momentum and kinetic energy conservation across the air-sea interface, for wave simulation and momentum flux estimation. However, the “sea-spray” effect is not included in the established wave boundary layer model, so it is not appropriate to be used for typhoon simulations. This project aims at adding the “sea-spray” effect in the established wave boundary layer model for wave simulation and momentum flux estimation in typhoon conditions. The new wave boundary layer model will be applied in an atmosphere-wave-ocean coupling system. It is expected that the new coupling system improves the model performance in wind, wave, and current simulations during typhoon simulations.
动量通量是海气界面间能量交换的关键因子之一。在台风条件下，由于波浪的破碎，在海气界面间存在着大量的海浪飞沫，从而显著影响海气界面间的动量交换。申请人从风浪的成长机制出发，基于海气界面间动量和动能守恒原则建立了一个海浪边界层模型用于海浪模拟和动量通量计算。而目前该模型尚未考虑海浪飞沫的作用，因此不适用于台风模拟。本项目拟在现有的海浪边界层模型基础上加入海浪飞沫对动量通量的影响，从而建立一个同时适用于台风条件下海浪模拟和动量通量计算的新的海浪边界层模型。并最终将该模型应用于大气-海洋耦合模拟系统中，综合提高耦合模拟系统在台风条件下对于风、浪、流的模拟能力。

结项摘要

动量通量是海气界面间能量交换的关键因子，在台风条件下波浪破碎产生大量的海浪飞沫，从而显著影响海气界面间的动量交换。如何在中尺度数值模式中考虑飞沫作用，从而提高高风速下的动量通量计算精度是当前海气相互作用研究和大气海洋耦合数值模式发展的前沿问题。本项目从风浪的成长机制出发，基于海气界面间动量和动能守恒原则，考虑了海浪飞沫对动量通量的影响建立了一个同时适用于台风条件下海浪模拟和动量通量计算的新的海浪边界层模型，通过模块化编程实现了该模型的稳定和高效运行，并最终将该模型应用于与其同步开发的大气-海浪-海流耦合模拟系统中。该模型以及与其同步开发的耦合模拟系统有助于提高当前中尺度数值模式对于台风等海上极端天气的模拟和预报能力。

项目成果

期刊论文数量（5）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Evaluation of Assimilation in the MASNUM Wave Model Based on Jason-3 and CFOSAT
基于Jason-3和CFOSAT的MASNUM波浪模型同化评估
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Remote Sensing
  • 影响因子：
    5
  • 作者：
    Sun Meng;Du Jianting;Yang Yongzeng;Xunqiang Yin
  • 通讯作者：
    Xunqiang Yin
Development of a fully coupled wind stress-wave-ocean coastal model system
风应力-波浪-海洋海岸全耦合模型系统的开发
  • DOI：
    10.1080/21664250.2023.2179791
  • 发表时间：
    2023-02
  • 期刊：
    Coastal Engineering Journal
  • 影响因子：
    2.4
  • 作者：
    Peng Zheng;Ming Li;Jianting Du;Caixia Wang;Judith Wolf;Xueen Chen
  • 通讯作者：
    Xueen Chen
The impact of wind–wave coupling with WBLM on coastal storm simulations
风浪耦合与 WBLM 对沿海风暴模拟的影响
  • DOI：
    10.1016/j.ocemod.2022.102135
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    Ocean Modelling
  • 影响因子：
    3.2
  • 作者：
    Du Jianting;Larsén Xiaoli Guo;Chen Sheng;Bolaños Rodolfo;Badger Merete;Yang Yang
  • 通讯作者：
    Yang Yang
CFOSAT散射计风场资料同化在台风预报中的应用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    海洋科学进展
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    孙佳琪;杜建廷;华锋;陈耀登
  • 通讯作者：
    陈耀登

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其他文献

Revealing the Subsurface Yellow Sea Cold Mass from satellite Data associated with Typhoon Muifa
利用与台风梅法相关的卫星数据揭示黄海地下冷质量
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    JGR Oceans
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    杨洋;李奎平;杜建廷;刘延亮;刘琳;王辉武
  • 通讯作者：
    王辉武

其他文献

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相似海外基金

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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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