模拟热浪天气对冠心病影响及其机理实验研究

通过模拟热浪天气对冠心病小鼠影响实验研究,探讨高温热浪对冠心病影响的机理.应用TEM1880气象环境模拟箱模拟一次实际的热浪天气过程,按体重大小将18只冠心病小鼠分配至6个区组,每个区组3只,再将3只小鼠随机分配到对照组、热浪组、热浪BH4组中,每组共有6只小鼠.放入模拟箱内,使其受热浪天气影响,模拟热浪天气结束后,采用断头采血和摘取心脏,测量各组小鼠的ET-1、NO、HSP60、SOD、TNF、sICAM-1和HIF-1α的含量.结果表明,热浪天气可导致冠心病小鼠心肌组织SOD活性明显下降,而NO、HSP60、TNF、sICAM-1和HIF-1α的含量增加,但对ET-1水平没有任何影响.通过各项生化指标分析得知,热浪可诱导冠心病小鼠心肌组织HSP60含量明显增加,过多的HSP60可以活化免疫细胞,诱导内皮细胞、巨噬细胞分泌大量ICAM-1、TNF-α等炎性细胞因子,进而激活体内炎症系统,破坏冠状血管内皮细胞结构,使血管内膜通透性增高,心脏组织SOD活性下降,使氧化血液中的脂蛋白加剧,大量的胆固醇加速了胆固醇穿透内膜在血管内壁上的沉积,形成动脉粥样硬化,致使冠心病病情加重;从而诱导ICAM-1、血栓素等血管活性物增加,造成血粘度增加,促使血栓的形成;抑制脂蛋白酯酶活性,诱导脂质浸润血管内膜,形成动脉硬化斑块,同时控制巨噬细胞的胆固醇代谢,利于脂质物质沉积于血管壁而增加冠脉疾病风险.该实验是高温热浪导致冠心病病情加重,甚至死亡的初步机理研究成果,可为我国高温热浪预警服务和冠心病防御等提供理论依据.     

强降温对设施农业影响风险研究

强降温天气对设施农业生产影响很大、风险较高。为了减少和降低强降温对设施农业的危害,提高设施农业生产应对强降温天气的处置和抗风险能力,采用关中东部设施农业生长季(当年11月—次年4月)11个气象站1961—2015年逐日平均气温、最低气温资料和同期灾情资料,基于ARCGIS平台,研究强降温对设施农业的影响和风险。结果表明:对于设施农业来说,24 h降温≥10℃的高风险区在白水、澄城和合阳,24 h降温≥8℃的高风险区在白水、澄城、合阳、蒲城和潼关。潼关种植设施农业的强降温风险高,不适宜大面积种植设施农业。蒲城设施蔬菜大棚24 h降温8℃的风险高,应采取措施加以应对。对设施农业来说,要高度重视11月和3—4月的强降温天气。另外,1—2月应重视持续低温造成的影响,11—12月要考虑强降温伴随的大风、降雪的综合影响。     

风切变对强对流云降水影响的模拟研究

本文用二维冰雹云模式，以实际探资料作为初始场，对风切变在强对流降水中的影响，进行了数据模拟。     

热浪对人体健康的影响及其研究方法

由于全球气候变化和城市热岛效应,热浪成为世界范围内频繁发生的极端天气事件,这使得热浪对人体健康的影响问题成为许多国际机构,如世界气象组织(WMO)、世界卫生组织(WHO)、联合国环境规划署(UNEP)和各国气象、环境和流行病等方面科学家关注的焦点.作者介绍近年来世界各地频繁发生的热浪及其原因、热浪对人体健康的影响、热浪研究的指标法、多元回归分析和天气气候分型等多种方法,同时也提出防御热浪的一些措施.     

模拟寒潮对高血压疾病的影响实验研究

本文通过动物实验初步探讨了寒潮天气发生过程中对高血压疾病的影响。在张书余等(2013)研究的基础上,应用FEM1880气象环境模拟箱模拟寒潮温压变化,将27只健康大鼠按每组3个随机分为9组,分别为空白对照组、最低温前3 h组、最低温前1 h组、最低温组、最低温后1 h组、最低温后3 h组、全过程结束组、全过程结束后5 h组和全过程结束后7 h组,放入模拟箱内,使其受寒潮天气影响,按照寒潮天气过程发生的不同时间先后分批取出实验大鼠,测量各组大鼠的收缩压、心率、体重,并通过腹主动脉采血测量血脂、去甲肾上腺素、血管紧张素Ⅱ及全血粘度等。实验结果分析表明,在寒潮天气发生过程中,冷锋通过后,受冷高压控制,气温迅速下降,当气温达到最低时,全血粘度、去甲肾上腺素和血管紧张素Ⅱ等上升到最大值,致使健康大鼠血压升高,并维持到寒潮天气影响结束以后还不能立刻恢复正常。     

降温速率对三种类型水滴冻结过程影响的实验研究

大量实验研究表明,水滴的异质冻结既与所含冰核有关,又包含一定的随机过程。本研究一方面对已有的实验研究结果进行验证,同时寻找水滴冻结与温度及时间的定量关系,检验随机假设和奇点假设的相互作用。选用雨水、纯净水和瓶装饮用水3种水样,采用中国气象科学研究院的均匀水滴冻结实验装置,对3类水样做了不同的恒定降温速率实验,并对雨水进行了恒温实验。结果表明,总体来看,随温度降低,降温速率慢的液滴累加冻结比例高于降温速率快的液滴,并且在纯净水和瓶装饮用水中更明显;降温速率越大,平均冻结温度和中值冻结温度越低,不同的是雨水的值跟降温速率成对数关系,而瓶装饮用水的值与降温速率成线性关系(纯净水因为只有两种降温速率,故不能确定是哪一种关系);不同水样的冻结几率随温度的降低指数增大,而瓶装饮用水冻结几率函数中指数前的系数随降温速率的增大指数减小;恒温阶段,雨水的冻结几率随时间指数衰减,在恒温的前2 min衰减较快,之后减慢,并且水滴冻结在前2 min发生较多,之后变的很少,15 min之后则没有冻结事件发生。该现象可以用随机假设和奇点假设结合起来解释,当温度达到或低于特征温度时,水分子在冻结核上的聚合需要一段时间,所以造成了在恒温阶段出现水滴冻结的现象。水滴冻结是两种假设的共同作用。     

合肥市高温热浪对市民死亡及中暑的影响分析

为了定量评估合肥市高温热浪对人群造成的超额死亡风险和制定疾病预防控制措施提供必要的定量数据支撑,利用2010-2016年逐年（6～9月）合肥市夏季死亡数据和同期高温气象资料,计算夏季热浪相关超额死亡,并利用流行病学的描述性研究方法来揭示合肥市高温热浪对人体健康的影响。结果表明：总高温日数和总热浪次数对应较好,在2013年达到最大;人群超额死亡率绝大部分小于10%,同期的女性超额死亡率稍小于男性;中暑描述性统计中2013年最多,达到609例,男性和女性的比例达到2:1;中暑年龄序位分级影响中来看,急诊数随着年龄的增加而增大,且41-50岁的急诊数显著增大。本研究表明高温热浪期间合肥市居民死亡人数有所增加,中暑发生率较高,需采取综合干预措施,以提高居民高温热浪风险认知水平并及时采取适应性行为。     

LASG全球海洋-大气-陆面系统模式(GOALS/LASG)及其模拟研究

该文扼要介绍了ＬＡＳＧ第一版本全球海洋－大气－陆面系统模式（ＧＯＡＬＳ／ＬＡＳＧ）的发展和结构，及其对气候平均态、季节变化和年际变化的模拟，以及近期发展计划．     

大气低频振荡对2015年冬季华北强降温事件的影响

利用1980—2016年中国日最低温度和NCEP/NCAR再分析资料,分析了大气低频振荡对华北2015年冬季区域强降温事件(Regional Extremely Cold Event,简称RECE)的影响。结果表明：1)两次过程均与最低温度10～20 d低频分量从峰到谷值的变化相应。2)第一(二)次过程巴尔喀什湖-贝加尔湖(简称巴-贝湖)高压位置偏西(偏东北),西伯利亚高压偏南(偏北),东亚大槽呈东北-西南(南-北)走向,阿留申低压偏深(偏西偏深),无(有)北极涛动负异常,高低层冷空气源地均位于贝湖北部60°N附近(巴湖以北上空和华北局地),降温较慢(快速)。地中海低频扰动能量的持续输送是造成两次降温过程持续时间差异的原因之一。3)-18 d(-12 d)500 hPa高度场中西欧低频负(正)异常,是华北强降温事件的延伸期预报参考信号。     

气候变化对我国夏季降温的影响研究

气候变化将导致能源需求的改变。随着人民生活水平的提高和居民住房的改善,以及受到气候变化的影响,生活能源消费总量呈指数增长趋势,居民生活用电比重上升,1996年城乡居民生活用电占全社会用电量的10．7％,2002年则上升到了12．2％。     

模拟寒潮对高血压疾病影响机理的实验研究

文章通过动物实验初步探讨了模拟寒潮对高血压疾病影响的机理.采用统计降尺度方法建立了模拟寒潮模型,应用TEM1880气象环境模拟箱模拟寒潮温度和气压变化,将SHR和Wister大鼠低温组、回温组放入模拟箱内,使其受寒潮天气影响,按照寒潮天气过程发生的不同时间先后分批取出实验大鼠,测量各组大鼠的收缩压(SBP)、心率(HR)、体重,并通过腹主动脉采血测量肾上腺素(EPI)、血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)及全血粘度(WBV)等.实验结果分析表明,受模拟寒潮天气影响大鼠SBP、HR、EPI、AngⅡ和WBV比对照组高;除Wister大鼠HR外,其他指标均是SHR组受到影响大于Wister组;除EPI和WBV回温组受寒潮影响高于低温组外,其余指标低温组均高于回温组.模拟寒潮刺激使HR、EPI、AngⅡ和WBV升高,这些指标的升高导致SBP升高,对高血压疾病产生影响.     

潮汐混合对大西洋经圈翻转环流(AMOC)模拟影响的数值模拟研究

海洋中的潮汐混合对大西洋经圈翻转环流AMOC(Atlantic Meridional Overturning Circulation)模拟的影响是海洋环流模式研究的热点问题之一。本文采用IAP/LASG发展的气候系统海洋模式LICOM(LASG/IAP Climate system Ocean Model)及与海冰耦合模式进行了有无潮汐混合方案的试验,重点探讨了潮汐混合对AMOC强度模拟的影响。结果显示,引入潮汐混合后模拟的AMOC强度极大值比对照试验增加约1倍,更接近RAPID(Rapid Climate Change Programme)观测。而且,潮汐混合试验中模拟的AMOC上层环流深度(3200 m)比对照试验加深1000 m左右,同样更接近RAPID观测。海洋底部的垂直混合增强,使海洋层结变得更加不稳定,加强了北大西洋高纬地区,特别是拉布拉多海等地区的深对流,这是AMOC加强的直接原因。同时,潮汐混合试验中上层海洋环流也加强,增加了中低纬副热带高盐海水向高纬输送,使表层增密,海洋层结更加不稳定,也可以进一步增强AMOC。     

地形对登陆台风麦莎(2005)影响的数值模拟研究

利用非静力平衡的中尺度模式MM5(V3)对2005年9号台风Matsa("麦莎")登陆后期的过程进行了48h模拟,应用低通滤波器分离模拟结果中的天气尺度和次天气尺度运动,并采用热带气旋动态坐标跟踪考察登陆过程中热带气旋的次天气尺度环流特征.通过研究地形对两种尺度间动能和涡度转换的影响,进一步证明了地形对热带气旋有着不可忽视的影响.结果表明,地形的存在有利于维持热带涡旋性强度,这种影响随气旋中心与地形间距离的缩小而逐渐增强,且强度的增强在对流层中高层表现得更为明显.去掉地形后对流层低层次天气尺度系统向热带气旋输送的动能减少,次天气尺度系统对热带气旋动能的消耗增大;当低层涡度转换项的垂直运动贡献为负时,去掉地形会加剧这种负贡献,即次天气尺度系统从热带气旋得到更多的正涡度;从整体上看,去掉地形后,热带气旋不仅没有从次天气尺度系统获得正涡度,反而将自身的正涡度向外输送.     

双锋面相遇对强龙卷风环境场影响的数值模拟研究

对2009—2016年江苏北部龙卷事件的环境场进行统计与诊断,并对两次典型龙卷过程环境场进行数值模拟,重点探讨近海岸平原地区的江苏北部在春夏季节成为中国强龙卷最高频发生地的特殊性以及环境双锋面系统相遇对龙卷环境场的增强机制。分析结果显示：苏北龙卷发生率占全省58.6%。其中盐城和徐州又是苏北龙卷最高发地区。春夏季节,冷暖干湿气团势力相近,中尺度锋面系统多,易发生双锋面汇集造成局地龙卷强对流。对徐州（2009年）和盐城（2016年）的两次典型龙卷强对流环境场分析显示,徐州龙卷为变形场锋生和海风锋汇合,盐城龙卷为气旋锋面和岸滨锋相遇。WRF模拟结果显示,双锋面系统汇聚以及锋面二级环流相遇,可造成局地水平风速垂直扭转及垂直速度的水平切变,有利于驱动和增强区域正涡度;双锋面二级环流垂直上升支的叠加,可在平坦地区产生强烈的系统性抬升。这将形成有利龙卷类强对流天气发生发展的环境场。而各种常用的强对流指标均具有较强局地性,需要依据局地统计特征进行参考使用。     

气候变化对我国取暖和降温耗能的影响及优化研究 第一讲 气候变化对我国能源安全及取暖和降温耗能影响的研究进展

一、全球及我国的能源安全问题 （一）全球能源安全的概况 全球能源安全关系各国的经济命脉和民生大计,对维护和平稳定、促进共同发展至关重要。在现代社会,各国的经济发展都离不开能源这一重要的物质基础,同时,人们生活水平的提高也会刺激对能源和电力的更多需求。能源安全最初是以“石油危机”的形式出现。由于城市对能源需求的严重依赖,能源安全常常会影响到社会经济的稳定运行,因此能源特别是电力系统常常被比作城市的生命线。     

土壤质地改变对CLDAS/Noah-MP土壤湿度模拟的影响研究

陆面模式可以模拟获得高时空分辨率连续的多层土壤湿度,但其精度受到地表参数的影响,土壤质地就是其中之一,本文利用CLDAS-V2.0(中国气象局陆面数据同化系统)驱动Noah-MP模式,开展了其对土壤湿度模拟的影响研究.结果表明,利用中国第二次土壤调查数据制作的中国区土壤质地数据(SNSS)与模式自带土壤质地数据(FAO...     

阿勒泰山脉对新疆北部地区强暴雪过程影响的数值模拟研究

本文利用中尺度数值模式WRFV3.1对2010年1月6-8日新疆阿勒泰地区的强暴雪过程进行了敏感性数值模拟实验,来研究阿勒泰山脉地形对此次暴雪的影响。结果表明,阿勒泰地形对此次暴雪过程的形成和发展有明显的作用：（1）削减阿勒泰地区地形20%后,在阿勒泰山脉以西会导致降水减少,而在其以东则会导致降水增加;（2）对流层低层垂直速度的分布显示,在此次暴雪过程中,阿勒泰地区存在由于山脉地形引起的地形波,削减地形后会导致山脉地形波的强度减弱;（3）削减阿勒泰地区的地形后,在对流层低层700hPa,会出现气旋式环流增强的特征,而涡度场的表现则比较凌乱,同时也会对水汽场及云微物理量场产生影响。     

霰粒子参数对强对流云降水和催化影响的数值模拟研究

本文利用三维对流云AgI催化模式, 开展了霰粒子密度和落速参数的敏感性模拟试验, 以研究高凇附度时霰粒子参数的选取对催化模拟结果的影响。敏感性试验中对七个霰微物理过程进行了调整。分析发现改变霰落速参数和霰密度, 可以引起3小时模拟的总降水量增加4.9%。催化后改变了敏感性试验中霰落速和上升气流的配置, 并影响到霰碰并云水和冰晶的过程, 及霰融化成雨水的过程。在高凇附度云中如果只增加霰密度而没有增加相应的落速系数, 将使云中霰含量大幅增加。霰参数也影响了自然云和催化云的降水效率。过量催化使得催化云的降水效率低于自然云。增加霰密度的同时也增加霰落速系数, 将使其降水效率高于对照试验, 从而影响催化效果。在高凇附度云中采用大密度和较大下落系数, 并且利用比数浓度平均落速计算霰粒子比数浓度的下落过程, 会使催化效率从25%减少到15%, 极大地改变催化效果。所以在高凇附度的暴雨个例中, 应当采用高霰密度和相应的高霰落速, 否则减雨的催化效果将会被大幅夸大。     

谱逼近方法对台风Megi(2010)路径模拟的改进及影响分析

将谱逼近方法应用到台风Megi(2010)数值模拟试验中,通过选择不同物理量配置,分析得到影响台风Megi路径变化的关键环境场因子,并在此基础上分析关键因子不同高度范围和不同尺度信息对台风路径变化的影响。结果表明,采用谱逼近方法能够有效降低整个模拟时段,尤其是路径北折阶段台风路径模拟偏差,其中天气尺度环境风场是影响台风路径变化的关键因子。在过岛阶段,谱逼近850 hPa以上的中低层环境风场造成模拟路径偏差增大,但是改善了台风路径北折阶段的路径模拟结果;此外500~1 000 km尺度的中尺度环境风场对Megi转折以及转折后的移速移向具有重要影响,也减小了过岛阶段路径偏差的增长程度。通过分析各试验对主要天气系统、引导气流以及台风内部结构的模拟结果表明,谱逼近环境风场能够改善模式对中低纬环流系统的模拟,有利于更为准确地得到路径转折阶段的引导气流;同时谱逼近环境风场后会影响台风内部结构,对台风路径模拟的移速移向造成影响。