侧向融化物理过程及其对北极夏季海冰分布和快速变化的影响机制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41876213
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0615.极地科学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The impacts of lateral melt on size distribution and rapid change of Arctic sea ice in summer have attracted many attentions of people, but the knowledge on the physical mechanism inside the process and the quantitative degree of the impact is still far from enough. In this proposal, aiming at the physical processes of lateral melt, field observations on the system of sea ice-open leads-ocean beneath ice are planned to carried out, combining with physical modeling of the melting of sea ice and monitoring on the micro process in laboratory experiments, influences on the rate of lateral melt from metrological and hydraulic factors, and ice physical properties will be investigated. Variations of sea ice size distribution with lateral melt are also studied through analyzing the historical sea ice imagery during Arctic expeditions and high-resolution satellite remote sensing data. The results will serve to improve the parameterization of sea ice lateral melt, and to setup the physical mechanism and quantitative relationship for the interactions between lateral melt rate and size distribution function. Through applications in sea ice thermodynamic modelling, the mathematical descriptions on the energy and mass exchange among sea ice, open leads, and ocean beneath ice will be improved. Further, the relative amount of melt on ice surface, lateral area, and bottom can be estimated, together with their impacts on the ice thickness, ice concentration and ice volume, to finally explore the role of lateral melt on the change of Arctic sea ice. This study will provide solid theoretical supports to the improvement of the capability of numerical modeling on the rapid decline of Arctic sea ice.
海冰侧向融化对北极夏季海冰尺寸分布和快速变化的影响已经受到关注,但对其内在物理机制和定量程度仍缺乏足够认识。本项目以海冰侧向融化的物理过程为切入点,通过在现场调查中开展海冰-冰间水道-冰下海洋的系统观测,结合实验室冰试样侧面融化的物理模拟和微观过程监测,探讨不同气象、水文要素及冰物理性质对侧向融化速率的影响规律。同时,通过对北极考察历史影像资料和高分辨率卫星遥感数据的分析,获得海冰尺寸分布随侧向融化的变化规律。在此基础上,完善海冰侧向融化的参数化方案,明确侧向融化速率与海冰尺寸分布函数之间相互影响的物理机制和定量关系。通过在热力学模式中应用,改进对海冰-冰间水道-冰下海洋之间能量和质量交换过程的数学描述,进而评估夏季海冰表面、侧面和底面等不同融化过程的相对大小,及其对冰厚、密集度和冰体积的影响,揭示侧向融化在海冰快速变化中的贡献,为提高数值模拟对北极海冰快速变化的模拟能力提供重要理论支持。

结项摘要

通过冰体侧向融化过程的现场调查和室内物理模型试验,探究了气象、水文要素及冰物理性质对海冰侧向融化速率的影响。结合历史资料和卫星遥感数据分析了浮冰尺寸分布和侧向融化之间的响应关系。结果揭示了气温、风速和水温等因素对侧向融化物理机制的影响;依据物理分析和数学描述建立了气温、水温等不同参数与侧向融化速率之间的参数化方程并定量得到了表面、侧面和底面的融化速率差异;发现了侧向融化剖面的非均匀性特征以及造成侧向融化速率存在深度差异的原因;利用图像处理技术结合北极单冰体侧向融化过程和区域多浮冰尺寸得到了侧向融化对北极浮冰尺寸分布的影响及演变规律;依据研究结果加强了对于侧向融化物理机制的了解,建立了热力学参数化方程,将侧向融化的定性认识提高到了定量认识。明确了从单冰体侧向融化过程到浮冰尺寸分布演变,再到北极海冰快速变化之间的反馈关系,为未来改进北极海冰快速变化数值模型提供了理论支持和参考。

项目成果

期刊论文数量(19)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
浮冰界面融化速率参数化方案的实验室研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    海洋学报(中文版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李志军;王智群;王庆凯;解飞;卢鹏
  • 通讯作者:
    卢鹏
Comparisons of passive microwave remote sensing sea ice concentrations with ship-based visual observations during the CHINARE Arctic summer cruises of 2010-2018
2010-2018年CHINARE北极夏季航次被动微波遥感海冰浓度与船基目视观测对比
  • DOI:
    10.1007/s13131-020-1646-5
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    ACTA OCEANOLOGICA SINICA
  • 影响因子:
    1.4
  • 作者:
    Xiu Yuanren;Li Zhijun;Lei Ruibo;Wang Qingkai;Lu Peng;Lepparanta Matti
  • 通讯作者:
    Lepparanta Matti
Modified Rammsonde tests in layered compacted snow
层状压实雪中改进的拉姆探空仪测试
  • DOI:
    10.13679/j.advps.2019.0003
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Advances in Polar Science
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhuang Feng;Lu Peng;Li Zhijun;Han Hongwei;Li Wei
  • 通讯作者:
    Li Wei
Laboratory experimental study of water drag force exerted on ridge keel
脊形龙骨水拖曳力的室内试验研究
  • DOI:
    10.13679/j.advps.2019.0026
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    极地科学进展(英文版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zu Yongheng;Lu Peng;Yu Miao;Cao Xiaowei;Li Zhijun
  • 通讯作者:
    Li Zhijun
Modelling on seasonal lake ice evolution in central Asian arid climate zone: a case study
中亚干旱气候区季节性湖冰演化模拟:案例研究
  • DOI:
    10.13679/j.advps.2021.0025
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Advances in Polar Science
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Lu Peng;Cheng Bin;Lepparanta Matti;Li Zhijun
  • 通讯作者:
    Li Zhijun

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其他文献

南极普里兹湾夏季海冰边缘区内破
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    水科学进展,待刊
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    卢鹏;李志军;张占海;董西路
  • 通讯作者:
    董西路
孤立冰块流拖曳系数的优化辨识
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    极地研究. 18(2). 108-115,2006年
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    白乙拉;李志军;卢鹏;张丽敏
  • 通讯作者:
    张丽敏
南极冬季威德尔海冰脊的表面形态
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    水科学进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    谭冰;李志军;卢鹏;Haas Christian;Nicolaus Marcel
  • 通讯作者:
    Nicolaus Marcel
2003年夏季北冰洋海冰动力学特征
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    水科学进展,待刊
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李志军;张占海;卢鹏;董西路
  • 通讯作者:
    董西路
透明质酸合成酶2在肾癌中的表达及临床意义
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    临床泌尿外科杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘军;王博涵;卢鹏;丰水强;许盛飞;余虓;杨为民
  • 通讯作者:
    杨为民

其他文献

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卢鹏的其他基金

北冰洋夏季和北欧湖泊春季浮冰的侧向融化研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2019
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融池辐射特性及其对北极夏季海冰快速融化影响机制的研究
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  • 批准年份:
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  • 资助金额:
    70.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
北极冰边缘区海冰动力过程研究
  • 批准号:
    41276191
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    面上项目
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  • 批准号:
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  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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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

        graph TD
          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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