新形势下气象灾害应急管理能力评价方法及研究

运用文献法、德尔菲法和层次分析法,对2013年以来气象灾害应急管理能力进行研究分析,构建了"气象灾害应急管理能力评价指标体系"参考模式,对气象灾害应急管理能力进行量化综合评价,以期全面了解新形势下气象灾害应急管理的总体情况,找出存在的差距和问题,为有效改进和完善应急管理体系提供基础和前提。     

基于BGM框架的短期集合预报扰动典型规律研究

采用增长模培育(Breeding of Growing Modes,BGM)法开展有限区域模式短期集合预报研究,亟需解决的问题是集合预报扰动的发展及演变。因此论文结合经典的适时缩放培育思想,利用增长模培育法,基于WRF3.6模式(采用WRF-ARW),开发和构建了一个包含水平风场、垂直速度、位温扰动、位势扰动和水汽混合比共6个基本物理量的区域短期集合预报系统(WRF-EPS)。在此基础上,以2016年6月整月我国南方大范围暴雨为样例,针对扰动发展与演变的典型问题进行了探讨。试验结果表明:1)模式大气高、中、低三层的物理量扰动增长可以分为两个阶段,第一阶段为扰动快速线性增长,该阶段内扰动快速完成全部涨幅;第二阶段为非线性稳定阶段,从快速线性增长过渡到非线性稳定阶段大约需要24 h。2)各物理量的扰动增长率、相关系数以及增长模进入非线性稳定阶段的时间大致相同,但对于同一等压面不同物理量或同一物理量不同等压面,每个参数达到非线性稳定后的数值大小及演变规律存在差异,且随时间演变均伴有日内振荡现象。3)对于扰动振幅相同但初始随机模态不同的初值集合,不同随机模态对扰动培育的影响主要是在扰动的非线性稳定阶段,而在快速的线性增长阶段,它们之间的差异很小。4)对于初始随机模态相同但振幅不同的初值集合,不同扰动振幅对扰动演变的影响主要是在扰动的快速线性增长阶段,而在非线性稳定阶段,它们之间的差异很小,并且不同初始振幅对扰动进入非线性稳定阶段的时间基本没有影响。     

2020年江苏省梅雨异常及暴雨日气候特征分析

利用ERA5再分析资料和江苏省自动站降水数据等,结合江苏地区入、出梅标准,分析了2020年江苏省梅雨的时空分布异常特征,从梅雨特征量和大尺度环流因子等特征,揭示了梅雨异常的关键因子,并对暴雨日的大尺度环流特征进行合成分析,得到影响梅汛期暴雨的关键环流因子。结果表明:(1)2020年江苏省梅雨时空分布显著异常,入梅早、出梅晚,梅期达51 d,比常年平均多出一倍;沿江以南和沿淮东部地区梅雨总量为常年平均的2.5倍;梅汛期共15个暴雨日,强降水持续时间长,区域范围大,整体雨强大。(2)梅雨特征量较好的反映了江苏省梅雨的入出梅时间,当特征量显著增强北抬对梅雨期的开始有较好指示意义,当特征量再次北抬,则梅雨季结束,各特征量均呈现一致的时间变化特征。特征量在梅雨期间的异常波动均与暴雨过程相对应,2020年梅雨特征量的多个异常高值中心反映了梅雨期暴雨过程频繁、降水极端性强的特征。(3)梅雨期间大尺度环流形势异常,西太平洋副热带高压呈显著正异常,强度偏强,脊点偏西,引导其西北侧的西南暖湿气流向江淮地区输送,同时北方位势高度偏低,东北冷涡强度略偏强,浅槽活动频繁,携弱冷空气南下与暖湿气流交汇,形成稳定维持的梅雨锋,是超强梅雨形成的主要环流因子(4)印度洋和孟加拉湾、西北太平洋是江苏省梅汛期暴雨的重要水汽源地,通过强烈的西南风,将暖湿气流向长江下游地区输送,配合上空的强烈辐合抬升运动,导致该地区水汽积聚并稳定维持,有利于出现梅汛期暴雨天气。     

江苏省酸雨时空分布特征及酸雨潜势预报因子

通过对江苏4个酸雨监测点近13年观测数据统计分析发现:江苏酸雨发生的年平均天数、酸雨出现次数、年平均酸雨量等都具有自北向南逐渐增加的趋势,酸雨发生次数和酸雨量具有明显的年际分布特征和月变化规律,发生天数和酸雨量的月变化均呈现抛物线形分布.根据发生酸雨时前期污染物浓度和气象因子平行分析,探讨了南京地区酸雨发生时污染物浓度和气象因子的变化规律,总结出了产生酸雨的有利条件:前一天污染物浓度为NO2≥0.04 mg/m3,PMlO N02≥0.085 mg/m3,S02 N02≥0.08 mg/m3,850 hPa主导风向以西南风为主,次之是东南风,风速小于等于12 m/s.900 hPa以下出现逆温层.在此基础上提出了南京地区酸雨潜势预报方法并进行了预报结果验证.     

中国明对虾TOR 基因的克隆及精氨酸、亮氨酸对其表达的影响

首次从中国明对虾(Fenneropenaeus chinensiss)肌肉组织中克隆得到TOR基因的cDNA,全长共7 638 bp,开放阅读框7 389 bp,编码2 462个氨基酸。氨基酸序列比对和结构域分析均证实其为目前已知的TOR激酶的同源蛋白。应用实时定量PCR的方法研究TOR在中国明对虾中的组织分布特异性,以及注射等浓度的亮氨酸和精氨酸后,肌肉组织中TOR mRNA表达水平在3,6,12,24 h的变化,探讨营养水平对TOR基因表达的影响。结果显示,注射亮氨酸和精氨酸24 h的对虾TOR mRNA表达量是对照组的3~4倍,显著升高(P0.05),证实氨基酸对TOR的表达具有调节作用。     

奥利亚罗非鱼饥饿后补偿生长对血液理化指标的影响

设计了3种不同的奥利亚罗非鱼摄食类型:A组(鲜活饵料组)、B组(饥饿3周后饱食投喂组)和C组(人工饲料组),研究了奥利亚罗非鱼在不同的摄食类型下血液生理生化指标变化的情况,并试图解释补偿生长时快速生长的机理。实验结果表明,B组补偿生长期间(后2周)的增重率和特定生长率显著高于C组的(P<0.05),高于A组的;B组第4周时血清总蛋白、碱性磷酸酶、钙离子、胆固醇、甘油三脂、血红细胞、血红蛋白与第3周的相比显著上升(P<0.05),且上述指标除碱性磷酸酶外,均高于同时期A组和C组的,因此认为,上述指标的升高促进了细胞的合成代谢,从而实现了补偿生长时的快速生长。     

江苏夏季逐月高温日数与西太平洋海温场相关分析及预测模型建立

夏季高温的发生是多个因子共同作用的综合反映,其中大气环流背景对高温的出现起到重要作用,而根据海气相互作用的研究,海温变化和大气环流之间有一定相关关系,决定了海温对陆上温度具有一定的可预报性。基于此原理基础,本文利用1978—2007年30年西太平洋海温和江苏各区域的高温日数资料,运用区域平均方法、场相关分析法,探讨了与江苏不同地区区域平均高温日数相关的强信号海区,分析了利用海温进行逐月高温日数预报的可能性。然后运用最优化相关处理技术将西太平洋海温作为长期预报因子,建立了江苏不同区域夏季逐月高温日数长期预测模型,模型均通过了α=0.01显著性水平检验,拟合效果理想,同时并进行了实际预报试验,预报效果较好,可以投入业务使用。此研究对江苏高温的长期预报及高温灾害服务具有重要指导意义。     

MODIS光谱指数在中国西南干旱监测中的应用

利用标准化降雨指数SPI比较了基于MODIS反射率数据提取的8种光谱指数(NDVI、NDWI、VARI、EVI、NDIIB6、NDIIB7、D1640和SR)对中国西南四省市(四川、重庆、云南和贵州)2000年—2012年典型干旱事件的反映。研究结果表明:(1)SPI指数能直接反映监测站点附近的干旱情况,其中3个月和6个月尺度的SPI(SPI3和SPI6)对2006年和2009年—2010年该区的特大干旱事件的监测效果较好;(2)除了D1640外,其余7种光谱指数的距平值与3个月尺度的SPI3都具有显著的相关性,其中NDIIB7、NDIIB6和VARI与SPI3的相关性较高(R0.3),在一定程度上可以表征中国西南地区的干旱状况;(3)MODIS NDIIB7距平值与3个月尺度的SPI3相关性最高(R=0.35),本文以其为例,再现了云贵高原2009年—2010年特大持续干旱事件的时空演变过程。     

利用空间插值法估算云覆盖像元地表温度的可行性研究

云覆盖是热红外遥感应用和地表温度遥感定量反演的重要障碍。实验选取河北衡水地区Landsat TM影像,借助GIS的空间分析功能,探索运用反距离加权(IDW)和普通克里金插值(OK)方法近似估算3种典型地表类型(水面、城镇、农田)下的云覆盖像元地表温度的可行性。实验结果显示:当云覆盖区域达15 000个像元(约等于13.5km2)时,两种空间插值方法对城镇的云覆盖像元地表温度估算误差都为1.6°C左右,而农田和水面的估算误差在1°C左右(且水面估算误差小于农田),这与3种典型地表类型的地表温度空间异质性密切相关。因此,当Landsat TM图像中有少块云覆盖而发生地表温度值缺失时,利用空间插值法估算云覆盖像元的地表温度是切实可行的。