用复杂气候模式研究两类El Niño事件的春季预报障碍及目标观测敏感区

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    41906022
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    23.0万
  • 负责人：
    齐倩倩
  • 依托单位：
    国家气象中心
  • 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

The “Spring Predictability Barrier” (SPB) phenomenon could cause the large uncertainties of the prediction results for El Niño events. Within the revised Zebiak-Cane model, previous studies have discussed the sensitive areas of targeted observation associated with two types of El Niño events, and have determined the optimal observational array of SSTA for the target observation on the tropical pacific. However, Zebiak-Cane model is an anomaly coupled model of intermediate-complexity and cannot be used to explore the influence of subsurface and the extratropical pacific. In view of this, using the Geophysical Fluid Dynamics Laboratory Climate Model version 2p1(GFDL CM2p1), this project will firstly identify the characteristics and the growth mechanisms of the initial errors in the Pacific that cause a significant SPB, especially the largest prediction errors for two types of El Niño events (including both CP-El Niño and EP-El Niño events) most probably from the perspective of initial error growth. On the basis of these initial errors, the project will further identify the sensitive areas of targeted observation associated with two types of El Niño events, and examined the validity of sensitive areas. In addition, the Ensemble Optimal Interpolation will be adopted to conduct observation system experiment for realistic CP- and EP- El Niño events, in order to investigate the role of sensitive areas in improving realistic two types of El Niño predictions. These studies may be helpful for optimizing the Pacific observation network.
“春季预报障碍”（SPB）现象能导致El Niño事件预报结果产生较大的不确定性。前人用订正的Zebiak-Cane模式探讨了两类El Niño事件预报的目标观测敏感区，并确定了热带太平洋上的SSTA最优观测网。鉴于Zebiak-Cane模式较为简单，未能用于考察次表层和副热带太平洋的影响。本项目拟采用全球海气耦合模式（GFDL CM2p1），首先从理想回报试验出发，针对模式中的两类El Niño事件，从误差增长的角度，考察太平洋上易导致两类事件发生显著SPB，尤其是导致最大预报误差的初始误差。在此基础上，确定两类El Niño事件预测的目标观测敏感区。其次，从实际预测思路出发，针对真实的两类El Niño事件进行观测系统试验，对初值采用集合最优插值同化方法，考察敏感区内初始场精度的提高对提高两类El Niño事件实际预测的作用，进而为太平洋上优化实际观测网的布局提供指导。

结项摘要

采用GFDL CM2p1模式，从初始误差增长的角度开展了EP-和CP-两类El Niño事件的可预报性研究。通过执行整个太平洋海温的集合回报理想实验，结果表明，两类El Niño事件的预报均发生了“春季预报障碍”现象，尤其是，EP-El Niño事件的季节预报障碍现象要比CP-El Niño事件的明显。进一步，通过K-mean聚类分析方法，找到了影响两类El Niño事件强度预报和模态预报水平的初始误差结构，并分析了其误差增长机制。结果表明：对EP-El Niño事件，两类最敏感的初始误差模态分别是EP-Type-I 和EP-Type-S初始误差。EP-Type-I中的赤道太平洋西太次表层及副热带东南太平洋上层的经向模态结构的初始海温误差可导致热带太平洋Nino3区最大的预报误差，并可调整EP-El Niño事件的强度大小。EP-Type-S中的赤道东太平洋上层及副热带北太平洋上层经向模态结构的初始海温误差可通过调整EP-El Niño事件的模态预报水平，导致预报的最大不确定性。对CP-El Niño事件，两类最敏感的初始误差模态分别是CP-Type-I 和CP-Type-S初始误差。CP-Type-I中的副热带北太平洋上维多利亚相反模态（VM-）结构的初始海温误差可导致热带太平洋Nino4区最大的预报误差，并能调整CP-El Niño事件的强度。CP-Type-S中的赤道太平洋西太次表层及副热带东南太平洋上层的经向模态结构的初始海温误差可通过调整CP-El Niño事件的模态预报水平，导致预报的最大不确定性。进一步地，当综合考虑EP-和CP-El Niño事件的强度和空间结构预报，我们确定了两类El Niño事件的目标观测敏感区，他们分别是：区域A (20ºN-60ºN, 150ºE-120ºW, 0-85m), 区域 B1 (10ºS-10ºN, 150ºW-85ºW, 0-85m), 区域 B2 (10ºS-10ºN, 130ºE-135ºW, 95-165m)和区域 C (15ºS-30ºS, 140ºW-85ºW, 0-85m)。在上述敏感区内执行同化试验，两类El Niño事件的强度和空间结构预报水平均得到极大提高，这表明，在上述敏感区内实施目标观测是有效的。

项目成果

期刊论文数量（6）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Identifying the sensitive areas in targeted observation for predicting the Kuroshio large meander path in a regional ocean model
区域海洋模型中黑潮大曲流路径预测定向观测中识别敏感区域
  • DOI：
    10.1007/s13131-021-1838-7
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    Acta Oceanologica Sinica
  • 影响因子：
    1.4
  • 作者：
    Liu Xia;Wang Qiang;Mu Mu
  • 通讯作者：
    Mu Mu
基于GRAPES-GFS次季节预报的误差诊断和预报能力分析
  • DOI：
    10.3878/j.issn.1006-9895.2008.20157
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    大气科学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    齐倩倩;朱跃建;陈静;田华;佟华
  • 通讯作者：
    佟华
CMA-GEPS对中国超强梅雨天气过程的预报能力分析
  • DOI：
    10.13878/j.cnki.dqkxxb.20220306001
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    大气科学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    齐倩倩;朱跃建;陈静;佟华;郭云谦
  • 通讯作者：
    郭云谦
The most sensitive initial error modes modulating intensities of CP- and EP- El Niño events
最敏感的初始误差模式调节 CP- 和 EP- 厄尔尼诺事件的强度
  • DOI：
    10.1016/j.dynatmoce.2021.101257
  • 发表时间：
    2021-12
  • 期刊：
    Dynamics of Atmospheres and Oceans
  • 影响因子：
    1.7
  • 作者：
    Qianqian Qi;Wansuo Duan;Hui Xu
  • 通讯作者：
    Hui Xu
GRAPES-GEPS K-均值集合预报产品开发及应用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    气象科技
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    齐倩倩;佟华;陈静
  • 通讯作者：
    陈静

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其他文献

日本血吸虫感染过程中糖酵解途径对调节性T细胞产生的影响
  • DOI：
    10.16250/j.32.1374.2018006
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    中国血吸虫病防治杂志
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王小番;齐倩倩;张丽娜;许磊;董利阳;李娅琳;濮亚男;韦川;周莎;朱继峰;陈晓军;苏川
  • 通讯作者：
    苏川
TIGIT信号在日本血吸虫感染小鼠Th1/Th2反应平衡中的作用研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    中国血吸虫病防治杂志
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张丽娜;王小番;齐倩倩;董利阳;许磊;濮亚男;韦川;朱继峰;周莎;李娅琳;刘丰;陈晓军;苏川
  • 通讯作者：
    苏川
HAMI 3379抑制自噬减轻BV2细胞缺氧缺糖损伤的机制
  • DOI：
    10.19347/j.cnki.2096-1413.201907001
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    临床医学研究与实践
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    汤利荣;田晔;齐倩倩;高莉洁;陈建华;王康军;石巧娟;史文珍
  • 通讯作者：
    史文珍
CRISPR-Cas基因编辑技术的研究进展
  • DOI：
    10.13241/j.cnki.pmb.2018.17.043
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    现代生物医学进展
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    赵宁;李斌;史文珍;史欢欢;陈霞;高莉洁;何芳;韩楠楠;齐倩倩;狄政莉;常明则;张格娟;田晔
  • 通讯作者：
    田晔

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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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