考虑季节内变化的我国北方冬季气候统计-动力预测研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41730964
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    312.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0502.气候与气候系统
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Intraseasonal variability (ISV) of winter climate over northern China is more significant than ever, occurring alternative frigid and extreme warm weather in winter, resulting in serious haze and meteorology disasters. For instance, in North China, more frequent cold air activity results in below than normal temperature in December in 2015. However, the temperature increased rapidly in January in 2015 resulting in severe haze pollution over North China. So far, as regards to winter climate prediction over northern China, we focus on the winter seasonal mean climate prediction (December-January-February), whereas little focus on the ISV climate prediction. Therefore, we should consider the ISV to forecast the winter climate over northern China. So far, most related researches on ISV of summer climate and winter precipitation over southern China have been carried out, whereas little research focus on ISV of winter climate over northern China. Although the tropical Madden Julian Oscillation (MJO) is served as one of main prediction sources of ISV of climate over China, it cannot capture the actually ISV of climate in China, especially for winter climate over northern China. The most of the state-of-the-art of climate dynamical models show a limited skill in prediction of the ISO. Therefore, in the project, here, ISV denotes the sub-seasonal with the focus on month-to-month variability in winter, we will analyze the ISV of winter climate over northern China, to identify the key processes and mechanisms; to investigate the ability of the state-of-the-art coupled models including the sub-seasonal-to-seasonal prediction project (S2S) coupled models on prediction of ISV of winter climate over northern China, to identify new prediction sources from high latitude such as sea ice, snow cover, and extra-tropical atmospheric modes, etc.; based on the above understanding of ISV, we will attempt to develop effective statistical, dynamical, hybrid of statistical and dynamical prediction models for winter climate over northern China. The project is expected to contribute to improve the level of accuracy in prediction of winter climate in northern China in the future.
我国北方冬季经常出现气候季节内变化显著和大幅度冷暖交替的情况,造成严重雾霾和气象灾害。如2014年12月华北气温偏低,冷空气频繁,而2015年1月则气温偏高,中重度雾霾天气多次出现。过去关于北方冬季气候预测研究大多只关注冬季(12-2月)平均,对于季节内变化的预测研究甚少,因此,非常需要研究考虑季节内气候异常差异的冬季气候预测。关于季节内振荡的研究此前大多关注南方,尽管已揭示热带大气低频振荡是季节内变化主要成因和预测源,但不能完全解释我国特别是我国北方冬季季节内的变化。本项目将研究我国北方冬季气候季节内变化的事实和机理;分析评估国内外先进耦合模式对我国北方冬季气候季节内变化的预测能力,揭示热带外可能的新预测源(海冰、积雪、大气模态等);进而研究考虑我国北方季节内变化的冬季气候统计、动力及二者结合的预测模型,开展实时预测,期望提升我国冬季气候预测水平,为推动气候预测业务进步奠定科学基础。

结项摘要

中国北方冬季气候常常发生剧烈的季节内反转现象,造成严重的气象灾害,给气候预测带来更大挑战。围绕该前沿科学问题,本项目深入研究了近几十年中国北方冬季气候及相联气候系统异常的季节内差异的事实和机理,据此系统评估了模式可预测性和预测来源,进而研制了考虑季节内变化的中国北方冬季气候及相联气候系统的预测模型,并开展实时预测。目前取得的重要研究成果:(1)揭示了中国及其北方典型区域冬季气温月际转折的基本特征,给出了中太平洋型ENSO、北极海冰等影响的物理机制;(2)指出12月/1月西伯利亚高压强度转折频次自2000年后显著增加及成因,揭示了2020/21年冬季西伯利亚高压强度季节内转折的机制及对东亚气温转折的影响;(3)揭示了冬季北半球平流层极涡季节内−年际变化特征、机制及对欧亚气温的影响;(4)指出了亚洲中高纬地表气温和北太平洋涛动的年际变率在冬季不同月份存在明显差异,且北极海冰对此有重要贡献;(5)揭示了北半球中高纬气候系统对欧亚冬季极端与平均气候、春夏植被的影响及机制;(6)指出了动力模式对中国冬季气温及相联气候系统异常季节内转折的预测能力有限,以及动力模式对它们的预测效能在不同月份或不同阶段(前冬、后冬)的差异及成因;(7)基于以上观测事实、机理和模式预测效能的深入认知,研制了中国冬季气候及相联气候系统的季节平均、不同月份或不同阶段的动力和统计结合预测模型;(8)将研究成果应用于国家业务部门,开展实时预测,取得较好效果。本项目的开展加深了对中国北方冬季气候异常季节内差异机理和模式预测效能的认知,研制了中国冬季气候的高效预测模型,为国家防灾减灾提供科学参考。目前,已发表文章55篇(SCI 41篇),第1和第2标注49篇(第1标注30篇)。项目负责人范可教授入选国家“万人计划”科技领军人才,荣获“庆祝中华人民共和国成立70周年”纪念章、2020年国务院政府特殊津贴,入选2020年全球前2%顶尖科学家榜单等。培养研究生10名,多人荣获国家奖学金、中国科学院大学以及省级优秀毕业生等荣誉。

项目成果

期刊论文数量(49)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Evaluation and statistical downscaling of East Asian summer monsoon forecasting in BCC and MOHC seasonal prediction systems
BCC和MOHC季节预报系统东亚夏季风预报的评估和统计降尺度
  • DOI:
    10.1002/qj.3405
  • 发表时间:
    2018-10
  • 期刊:
    Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society
  • 影响因子:
    8.9
  • 作者:
    Liu Ying;Hongli Ren;Adam A. Scaife;Chaofan Li
  • 通讯作者:
    Chaofan Li
Effect of Atlantic Sea Surface Temperature in May on Intraseasonal Variability of Eurasian NDVI in Summer
5月大西洋海面温度对夏季欧亚NDVI季节内变化的影响
  • DOI:
    10.1029/2019jd031991
  • 发表时间:
    2020-05-16
  • 期刊:
    JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-ATMOSPHERES
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Ji, Liuqing;Fan, Ke
  • 通讯作者:
    Fan, Ke
Satellite-Observed Time and Length Scales of Global Sea Surface Salinity Variability: A Comparison of Three Satellite Missions
全球海面盐度变化的卫星观测时间和长度尺度:三个卫星任务的比较
  • DOI:
    10.3390/rs14215435
  • 发表时间:
    2022-10
  • 期刊:
    Remote Sensing
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Yi Li Daling;Oleg Melnichenko;Peter Hacker;Ke Fan
  • 通讯作者:
    Ke Fan
2017/2018年冬季北半球大气环流特征及对我国天气气候的影响
  • DOI:
    10.7519/j.issn.1000-0526.2018.07.013
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    气象
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    章大全;宋文玲
  • 通讯作者:
    宋文玲
CFSv2模式对春季逐月南极涛动预测效能及成因分析
  • DOI:
    10.3878/j.issn.1006-9585.2021.20146
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    气候与环境研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    肖哨;田宝强;范可
  • 通讯作者:
    范可

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其他文献

基于CFS模式的中国站点夏季降水统计降尺度预测
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    大气科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘颖;范可;张颖
  • 通讯作者:
    张颖
Fan ke and Wang Hui-Jun, 2007:
范克和王慧君,2007:
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    范可;王会军
  • 通讯作者:
    王会军
西北太平洋区域纬向风垂直切变的气候特征研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    气象学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王会军;林美静;范可
  • 通讯作者:
    范可
Has the intensity of the interannual variability in summer rainfall over South China remarkably increased?
华南夏季降水年际变化强度是否明显加大?
  • DOI:
    10.1007/s00703-013-0301-5
  • 发表时间:
    2014-04
  • 期刊:
    Meteorology and Atmospheric Physics
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    范可;徐志清;田宝强
  • 通讯作者:
    田宝强
基于年际增量方法的云南省普洱雨季开始期气候预测
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    大气科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王秀英;田宝强;范可
  • 通讯作者:
    范可

其他文献

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范可的其他基金

我国西南地区重要持续性旱涝事件的气候演变和物理机制及预测研究
  • 批准号:
    42230603
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    271 万元
  • 项目类别:
    重点项目

相似国自然基金

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  • 批准号:
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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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