雌牙鲆CYP19A基因启动子“CpG”岛区的单核苷酸多态性及与繁殖性能的关联分析

芳香化酶基因(CYP19)编码的芳香化酶是雄激素转化为雌激素的关键酶,在鱼类性腺发育及繁殖内分泌过程中起着重要的作用。本研究采用聚合酶链式反应-单链构象多态(PCR-SSCP)和放射性免疫方法(RAI)对61尾雌牙鲆进行了CYP19A基因启动子CpG岛区多态性检测,并将其与繁殖性能进行了关联分析。CpG岛区存在3种类型的基因型(pattern1、pattern2、pattern3),经测序发现CpG岛区有以下突变:T-1927插入或缺失、C-1899插入或缺失、T-1772C、C-1766T、TGTCAAC-1752~-1744插入或缺失(11个SNPs连锁突变)。方差分析结果表明:此位点对雌二醇(E2)水平的效应达到显著(P<0.05)水平,经多重比较分析,具有pattern1基因型的个体的雌激素(E2)水平显著低于pattern2和pattern3基因型个体的雌激素水平(P<0.05),同时pattern1基因型的个体的mRNA表达量显著低于pattern2和pattern3基因型个体的mRNA表达量(P<0.05)。以上结果表明,CYP19A基因调控区甲基化位点突变可能导致芳香化酶的表达量,进而影响牙鲆繁殖内分泌过程;同时也阐明了这些与牙鲆繁殖性状相关的SNPs可以用于生产实践中进行标记辅助选择具有优良繁殖性能的牙鲆。     

The ultrastructure of the spermatozoon of Octopus ocellatus Gray, 1849 (Cephalopoda: Octopoda)

Morphology of the spermatozoon of Octopus ocellatus was studied by light, scanning electron, and transmission electron microscopes. Sperm are 600–700 μm long, with a large number of granules in diameter about 130 nm. Each spermatozoon is composed of a head, neck, and tail. The head is made up of an acrosomal complex anterior to the nucleus. The spiral acrosomal complex consists of an electron-lucent vesicle, lacuna, and an electron-dense acrosomal vesicle. Additionally, the spiral acrosomal vesicle has numerous equidistant striations, and is surrounded by many small granules (20 nm diameter). A long straight nucleus, which is electron-densed, has a deep posterior concavity, the nuclear vacuole. At the terminal end of the nucleus is a sleeve-like structure with a concave posterior nuclear fossa (PNF). The neck is short connecting the PNF. The basal body is located in the PNF and gives rise to the axoneme. This structure connects the head, neck, and tail. The tail is divided into a middle piece and a principal piece. The middle piece, having a 9+9+2 arrangement, is surrounded by a mitochondrial sheath and terminates by an electron-dense fibrous sheath. The principal piece is the longest part of the sperm with coarse fibers tapering posteriorly. The results of this study shall provide some useful information for artificial breeding of this species.     

中国干旱事件成因和变化规律的研究进展与展望

干旱是世界上危害最广泛、最严重的自然灾害之一。中国地处典型季风气候区,干旱灾害的影响尤为突出。国际上对干旱问题已经进行了大量研究,逐渐由对干旱的定性和表象的认识发展到对干旱客观特征的定量认识和形成机理的深入揭示。自新中国成立以来,中国从以往仅对一些重大干旱事件的零散认识逐步发展到与国际干旱研究的完全接轨,干旱研究取得了长足进展。但是,目前对干旱研究取得的科学进展缺乏客观全面的整体认识,对干旱研究的发展方向尚未能充分洞察。为此,基于国际干旱研究现状,系统回顾了新中国成立以来中国干旱研究的历程,总结了中国干旱研究的重要进展,划分出了干旱事件的现象特征和时空分布、干旱形成机理及变化规律、干旱灾害风险和骤发性干旱研究兴起等中国干旱研究的4个主要发展过程。并从干旱事件特征、干旱时空分布、干旱变化规律、干旱成因、干旱影响机制、干旱风险形成过程以及干旱对气候变暖的响应、骤发性干旱的特殊性等方面归纳凝练了中国干旱研究的主要成果。同时,结合干旱研究的国际前沿、热点问题和发展趋势,科学分析了中国干旱研究的不足和问题,提出了中国未来干旱研究需要在加强典型干旱频发区综合性干旱科学试验研究的基础上,对干旱形成的多因子协同影响、陆-气作用对干旱形成发展的作用、骤发性干旱的判别及监测预测、各类干旱之间转换规律及其非一致性特征、关键影响期对农业干旱发展的作用、干旱对气候变暖响应的复杂性、干旱灾害风险的科学评估等重点科学问题上取得突破。      

GSI同化系统的背景误差协方差特征及对预报的影响

在同化系统中使用更合理的背景误差协方差对于得到更良好的同化效果至关重要。首先采用NMC方法针对中国区域构建更适合WRF-ARW区域预报系统的B矩阵,并对比分析了其与GSI同化系统预设的NCEP预报系统的B矩阵在分析变量间的平衡关系、分析控制变量的标准差、水平和垂直特征尺度等方面的特征差异。参照这些特征差异设计单点观测试验、背景误差协方差调优参数敏感性试验,确定针对中国区域构建B矩阵的最佳调优参数。并讨论其对一次季风低压强降水天气过程的循环同化和预报效果的影响。结果表明,采用最佳调优参数使用针对中国区域构建B矩阵的试验(Sen6)对V风分量场和相对湿度场的预报性能改进显著,同时也引出了GSI同化系统背景误差协方差参数调优(尤其是水平特征尺度参数调整)的两难问题。在此基础上,采用Hybrid同化方法使用针对中国区域构建B矩阵的循环同化试验(Hyb3)可以进一步改善预报效果,并在一定程度上修正个例模拟雨带的位置。      

动力降尺度和多物理参数化方案组合对华南前汛期降水集合预报的影响研究

针对华南前汛期降水过程,基于全球集合预报系统（GEFS）资料,利用WRF中尺度模式以及GEFS动力降尺度获取的区域集合预报初值场,通过多物理过程参数化方案组合和模式积分方法实现华南前汛期降水的区域集合预报。对2019年5月15日—6月15日共32天的华南前汛期降水过程进行了单一物理过程区域集合预报（REFS_SINGLE）和多物理过程区域集合预报（REFS_MULTI）的数值模拟批量敏感性试验,通过GEFS、REFS_SINGLE和REFS_MULTI的对比分析,探讨多物理过程参数化方案组合对华南前汛期降水的影响,同时利用一次华南前汛期暴雨过程进一步探讨集合预报试验的预报效果。结果表明:（1）REFS集合平均的预报效果明显好于控制性预报。（2）REFS降水集合离散度与预报误差的对应关系好于GEFS。（3）积分48小时后,REFS_MULTI和REFS_SINGLE的扰动能量分别是GEFS的4.7倍和6.3倍。（4）降水级别越大,REFS的TS评分效果就越好于GEFS;REFS_MULTI略微好于REFS_SINGLE。（5）基于32天的批量试验,REFS的AUC值有28天大于GEFS,REFS_MULTI有22天大于REFS_SINGLE,表明REFS的预报技巧好于GEFS,且REFS_MULTI的预报技巧好于REFS_SINGLE。      

IMPACT OF VERTICAL RESOLUTION,MODEL TOP AND DATA ASSIMILATION ON WEATHER FORECASTING——A CASE STUDY

The impacts of stratospheric initial conditions and vertical resolution on the stratosphere by raising the model top, refining the vertical resolution, and the assimilation of operationally available observations, including conventional and satellite observations, on continental U.S. winter short-range weather forecasting, were investigated in this study. The initial and predicted wind and temperature profiles were analyzed against conventional observations. Generally, the initial wind and temperature bias profiles were better adjusted when a higher model top and refined vertical resolution were used. Negative impacts were also observed in both the initial wind and temperature profiles, over the lower troposphere. Different from the results by only raising the model top, the assimilation of operationally available observations led to significant improvements in both the troposphere and stratosphere initial conditions when a higher top was used. Predictions made with the adjusted stratospheric initial conditions and refined vertical resolutions showed generally better forecasting skill. The major improvements caused by raising the model top with refined vertical resolution, as well as those caused by data assimilation, were in both cases located in the tropopause and lower stratosphere. Negative impacts were also observed, in the predicted near surface wind and lower-tropospheric temperature. These negative impacts were related to the uncertainties caused by more stratospheric information, as well as to some physical processes. A case study shows that when we raise the model top, put more vertical layers in stratosphere and apply data assimilation, the precipitation scores can be slightly improved. However, more analysis are needed due to uncertainties brought by data assimilation.     

绿洲灌溉对垂直湍流热通量影响的大涡模拟研究

为了研究湍涡对中尺度绿洲灌溉的响应,利用WRF模式大涡模拟模块（WRF-LES）在西北半干旱区绿洲区开展灌溉前和灌溉后两个大涡模拟试验（分别简称为BI和AI）,其中灌溉可能会改变绿洲非均匀强度。利用面积平均的办法计算湍流热通量并利用小波分析将湍流热通量模态分解到不同的尺度。结果表明灌溉增加了土壤湿度,引起绿洲内部非均匀强度增加,灌溉对垂直热通量以及通量频散都有较大影响。AI中的湍涡为网状,与BI中一致。AI与BI中的感热通量的频散高度都随着感热通量的减小而减小。AI与BI中感热通量小波能量谱尺度一致,但是BI中强度比AI小。潜热通量的频散高度依赖于感热通量,且潜热通量能量谱随高度减小。空间滞后相关系数的结果表明由于灌溉前地表加热较强,感热通量对地表热通量的响应高度在灌溉之前（BI）比灌溉后（AI）更高。灌溉后的通量模态的飘移距离小于灌溉前的。     

华南暴雨区域集合预报中不同同化方案的影响试验研究

基于全球集合预报系统(GEFS)资料,利用WRF中尺度模式及GEFS动力降尺度获取区域集合预报初值场,通过对同化后的分析场进行模式积分实现华南前汛期区域集合预报。对2019年6月10日的一次华南前汛期暴雨过程进行不同同化方案的试验:混合同化(Hybrid)、三维变分(3Dvar)、集合卡尔曼滤波(EnKF)和对比试验(Ctrl)四组试验的对比分析,探讨具有不同背景误差协方差矩阵的同化方案对区域集合预报集合扰动和集合离散随时间演变特征的影响,评估不同试验的降水模拟效果。(1) Hybrid对模式初始场有较好的改善作用,而3DVar和EnKF对初始场的改善作用不明显。(2) 对风场、温度场和湿度场,在前期预报中Hybrid的预报误差小于3DVar和EnKF,在中后期的预报中,3DVar和EnKF的预报误差得到改善,且好于Hybrid。同样,集合扰动能量,Hybrid和Ctrl在前期预报发展好于3DVar和EnKF,而在中后期的预报3DVar和EnKF好于Hybrid和Ctrl。(3) 从24 h累积降水评分中,整体上同化试验好于Ctrl,3DVar和EnKF好于Hybrid,且3DVar对大中雨级别的降水评分较好,而EnKF对暴雨以上级别的降水评分较好。(4) 对于集合统计检验分析,同化试验的AUC值都大于Ctrl的AUC值,24 h累积降水量阈值在10~100 mm的AUC值,3DVar最好;而125 mm阈值的AUC值,EnKF最好。      

电磁监测试验卫星(张衡一号)数据处理方法和流程

电磁监测试验卫星(张衡一号)共搭载3类8种科学载荷,第1类是用于电离层电磁场探测的载荷,包括高精度磁强计、感应式磁力仪和电场探测仪;第2类是用于原位等离子体参数探测的载荷,包括朗缪尔探针、等离子体分析仪和高能粒子探测器;第3类是用于电离层结构探测的载荷,包括GNSS掩星接收机和三频信标发射机。电磁卫星载荷探测方式均不同于以往的成像遥感卫星载荷,其数据处理方法和流程也有本质差异。本文首先介绍了中国电磁监测试验卫星产出的科学数据种类、数据分级和各级数据的定义,根据电磁监测试验卫星的特点,科学数据分为0—4级。随后描述了1—4级数据的总体处理流程,最后详细描述了8种载荷1—2级数据处理的方法、流程以及关键的数据处理算法。该数据处理方法和流程将应用于电磁监测试验卫星应用系统,作为数据处理分系统设计和研发的依据。     

安徽铜陵冬瓜山铜(金)矿床成矿流体特征及成矿过程探讨

流体包裹体的研究表明冬瓜山铜（金）矿床原生流体包裹体分为气液两相水溶液包裹体（Ⅰ型）和含子矿物多相水溶液包裹体（Ⅱ型）,以Ⅰ型包裹体为主。同一矿物中多种类型包裹体共存,且均一温度相近、均一方式不同,显示成矿过程中流体可能发生过沸腾作用。流体包裹体均一温度大致可分为318.8~547.5℃、220.1~378.2℃和196.7~263.2℃三个区间,对应流体密度和均一压力分别为0.86~0.98 g/cm³和（219~661）×10⁵ Pa、0.66~1.08 g/cm³ 和（26~190）×10⁵ Pa、0.88~0.96 g/cm³和（17~48）×10⁵ Pa,盐度w（NaCl_eq）峰值为12%~16%和40%~48%。结合成矿流体的演化特征,对成矿过程进行了探讨,认为流体的不混溶是引起成矿物质沉淀富集成矿的重要因素。