青藏高原地区对流云系及其对能量和水循环的影响研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    91337101
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0505.大气物理学
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

The important roles of the Tibetan Plateau played in establishing and maintaining the Asian summer monsoon circulation have been pointed out by many previous studies. The observational, laboratory,numerical experiments, and theoretical works have investigated extensively the orographic and thermal effects of the Tibetan Plateau on the large-scale summer circulation over Asia. The seasonal variation of the heating of the Plateau results in the reversal of the meridional temperature gradient and the change of the general circulation over East Asia. Various mechanisms have been proposed to explain the heat sources estimated by the month-long heat and moisture budgets over the Tibetan Plateau and surrounding regions. However, due to the limited observations, there is lacking of studies on the structure and characteristics of cloud systems over the Plateau. In this project, we propose to attack this long-standing problem by combining the observational analysis and numerical modeling. We will conduct the heat and moisture budgets using the NCEP and ECMWF reanalysis data and use the objective analysis to include the measurements from the special Tibetan Plateau experiments. The large-scale forcing data from the analysis will be used to force the high-resolution numerical model, i.e., the cloud-resolving model (CRM), for months-long simulations of convection and clouds during summer (May-July). The evolution and vertical distribution of cloud systems will be examined with the model-simulated cloud-scale properties. The contribution of cloud microphysical processes to the convective heating will be examined with the model outputs. The effects of cloud systems on the radiation budgets in the top of the atmosphere and the surface, the hydrological cycle, as well as the heating mechanisms will be investigated and compared between the regions over the Tibetan Plateau and the surrounding areas. The successful completion of this project will not only further our understanding of cloud systems over the Tibetan Plateau, but also provide unique cloud-scale properties for evaluating and improving the convection parameterization scheme, and consequently, an improved general circulation model (GCM) simulation of the Asia summer monsoon.
大量研究证实青藏高原对亚洲季风形成与维持有重要作用。对青藏高原动力和热力作用及其对亚洲季风环流的影响进行了广泛研究,包括理论、观测和数值模拟等。青藏高原热力的季节变化致使南部温度梯度转变以及东亚环流变化,已有多种机制来解释季节转换期间高原的热源特征。然而,由于缺乏观测资料,对青藏高原云系垂直结构和演变特征的研究较少。本项目将综合利用观测资料和数值模拟来研究该问题。使用再分析数据结合最新观测,特别是把青藏高原的观测数据进行客观分析,来推导高原地区的热量和水汽收支; 由得到的大尺度强迫场驱动云分辨模式进行数值试验;利用模式输出的云尺度特性检验云系演变、垂直结构和微物理过程对加热的贡献;通过与周围地区对比,研究高原云系对辐射收支、水循环和加热机制的影响。这不仅能促进对青藏高原云系结构和演变特征的系统认识,又能提供丰富的云参数,有助于评估和改进积云对流参数化方案,提高大气环流模式对东亚季风的模拟。

结项摘要

大量研究证实青藏高原对亚洲季风形成与维持有重要作用。对青藏高原动力和热力作用及其对亚洲季风环流的影响进行了广泛研究,包括理论、观测和数值模拟等。青藏高原热力的季节变化致使南部温度梯度转变以及东亚环流变化,已有多种机制来解释季节转换期间高原的热源特征。然而,由于缺乏观测资料,对青藏高原云系垂直结构和演变特征的研究较少。本项目综合利用已有的观测资料、再分析数据以及多种卫星数据综合、系统的研究了高原云降水过程。使用再分析数据计算了青藏高原地区大气热源和水汽汇,并将它们与云降水过程相联系,揭示了高原东、西部不同类型云系对局地热源和降水的贡献特点;通过高原和下游地区的深对流系统进行统计分析,发现高原东部的深对流强度和频率与长江中下游地区的深对流系统呈现出正相关关系,该结果使得高原对下游水汽输送的理论有了云降水活动的支持;使用计算得到的大尺度强迫场驱动云分辨模式进行数值试验,得到了高原夏季为期一个月的云降水活动信息,揭示了高原夏季对流系统具有云体浅薄、降水能力弱、生命史较短的特点,并且不会出现平原地区那样极强的对流系统;利用敏感性试验发现高原的典型降水事件是较强的地表热力通量和合适大尺度环流场共同作用的结果,并且高原西部的强降水过程依赖于外来水汽输送;揭示了高原地表热力通量和大尺度环流对高原云降水日变化的影响。项目已发表高水平学术论文7篇,期中SCI论文6篇,EI论文1篇。培养博士3名,硕士3名,圆满甚至超额完成了项目计划任务书的研究内容,达到了预期目标。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Mineral dust impacts on regional precipitation and summer circulation in East Asia using a regional coupled climate system model
使用区域耦合气候系统模型研究矿尘对东亚区域降水和夏季环流的影响
  • DOI:
    10.1002/2015jd023096
  • 发表时间:
    2015-10
  • 期刊:
    Journal of Geophysical Research
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Jun Guo;Yan Yin
  • 通讯作者:
    Yan Yin
The impact of convection scheme on the monsoon climate simulation: a sensitivity study of RegCM4
对流方案对季风气候模拟的影响:RegCM4的敏感性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Climate Research
  • 影响因子:
    1.1
  • 作者:
    Yan Yin;Qian Chen;Hui Ding;Hui Xiao
  • 通讯作者:
    Hui Xiao
Numerical study of natural sea salt aerosol and its radiative effects on climate and sea surface temperature over East Asia
东亚天然海盐气溶胶及其对气候和海面温度辐射影响的数值研究
  • DOI:
    10.1016/j.atmosenv.2015.01.074
  • 发表时间:
    2015-04
  • 期刊:
    Atmospheric Environment
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Jun Guo;Yan Yin;Jian Wu;Deming Zhao
  • 通讯作者:
    Deming Zhao
Potential of Mineral Dust in Changing the Sea Surface Temperature and Precipitation over East Asia
矿物尘改变东亚海面温度和降水的潜力
  • DOI:
    10.1016/j.proeng.2015.01.241
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Procedia Engineering
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Jun Guo;Yan Yin
  • 通讯作者:
    Yan Yin
Characteristics of Heat Sources and Clouds over Eastern China and the Tibetan Plateau in Boreal Summer
北夏季华东及青藏高原热源及云特征
  • DOI:
    10.1175/jcli-d-14-00859.1
  • 发表时间:
    2015-09-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF CLIMATE
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Chen, Jinghua;Wu, Xiaoqing;Xiao, Hui
  • 通讯作者:
    Xiao, Hui

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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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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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