基于最大熵理论的降雨SPI研究

为了克服目前对标准化降水指数(SPI)计算必须首先假设服从某种分布的不足,依据最大熵理论分布对SPI进行计算,以东江流域为例,分别利用最大熵理论分布、Gamma分布、Weibull分布以及对数正态分布四种概率密度函数拟合多年不同时间尺度的降雨数据,并利用AIC、KS、AD法进行拟合度检验,最后将最大熵理论分布与Gamma分布计算的SPI结果进行对比分析。结果表明:相对于其他三种分布,最大熵理论分布的概率密度函数更适用于东江流域15个站点的3、6、12个月的降雨分布;在极端干旱(洪涝)的情况下,相对于Gamma分布,最大熵理论分布的SPI值更小(大),表明其对极端干旱(洪涝)的识别更为敏感。     

投喂频率对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei) PI3K信号通路及糖代谢相关酶基因表达的影响

适宜的投喂频率能提高对虾的代谢和免疫能力,加快生长,实现提质增效的目标。为探讨不同投喂频率对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)糖代谢及相关信号通路的影响,以(7.6±1.0) g的凡纳滨对虾为实验材料,设置2、3、4、6次/d,共4个投喂频率处理组,每组设3个平行,实验持续14 d,实验结束时取样,测定PI3K信号通路相关因子PI3K、Akt、HIF-1α、mTOR,代谢酶基因中HK、PFK、GAPDH、PK、FBP、PEPCK,葡萄糖转运蛋白GLUT1、GLUT2 mRNA表达水平的变化。结果发现:随着投喂频率的增加, PI3K信号通路关键基因表达的水平显著上升(P<0.05),其中6次/d投喂组PI3K、Akt、HIF-1α和mTOR表达水平显著高于2次/d投喂组(P<0.05), 4次/d投喂组mTOR表达水平显著高于2次/d投喂组(P<0.05);代谢关键酶基因HK、PFK、GAPDH、PK、FBP、PEPCK的表达水平随投喂频率的增加而增加,其中6次/d投喂组糖酵解HK、PFK、GAPDH、PK酶基因表达水平显著高于2次/d投喂组(P<0.05), 3、4和6次/d投喂组糖异生酶FBP表达水平显著高于2次/d投喂组(P<0.05),葡萄糖转运蛋白GLUT2在2、3、6次/d投喂频率处理组显著高于4次/d频率投喂组(P<0.05)。得出结论认为较高的投喂频率可以通过激活凡纳滨对虾糖代谢酶基因、糖转运蛋白及PI3K信号通路的表达来提高糖代谢水平。     

不同路径台风作用下长江下游沿线风暴增水分布研究

长江口受台风影响严重,台风风暴潮、上游洪峰及天文大潮相遇将致使长江下游至长江口水位暴涨,对沿岸至河口的防汛安全构成严重威胁。基于ADCIRC模型构建东中国海至长江口风暴潮数学模型,模拟9711号台风和0012号台风两场典型台风水位过程。以典型台风为基础构成多种台风路径,分析不同登陆位置和走向对长江沿线风暴增水影响。研究大洪水、不同路径台风、天文大潮共同影响下长江下游沿线风暴增水分布规律。结果表明:登陆位置处于长江口南侧情况下长江河道沿线增水大于正面登陆长江口和北侧登陆型台风;平行于长江河道方向移动的台风造成沿线增水大于斜向穿越长江口的台风,不同台风走向对于风暴增水影响程度小于登陆位置;台风风暴潮、上游洪峰及天文大潮“三碰头”情形下长江沿线增水分布呈单峰型,从大通至江阴不断增大,江阴至中浚维持高位,中浚至口外迅速减小。     

一株虹鳟源枯草芽孢杆菌的分离鉴定及生物学特性研究

为筛选对虹鳟(Oncorhynchus mykiss)有潜在益生效果的菌株,本研究从健康虹鳟幼鱼肠道中分离到1株潜在益生菌株RT-BS07,采用形态学观察和分子特征分析对该菌株进行了鉴定,并评价了该菌株的抑菌性、耐受性、黏附性和安全性。形态学观察显示,菌株RT-BS07为革兰氏阳性杆菌,有圆形或椭圆形芽孢。16S rRNA比对结果显示,该菌株与枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)NCBI3610株的同源性为99.86%。结合16S rRNA基因序列分析和形态学观察结果,确定菌株RT-BS07为枯草芽孢杆菌。菌株RT-BS07具备产蛋白酶和纤维素酶能力,其酶活力分别为(0.039±0.002)和(0.393±0.002)U/mg;该菌株可有效抑制温和气单胞菌(Aeromonas sobria)、杀鲑气单胞菌(A.salmonicida)和鲁氏耶尔森氏菌(Yersinia ruckeri)等致病菌。菌株RT-BS07在pH为2~10 LB液体培养基中均可存活;在盐度为2%~8%条件下存活率为5.70%~93.28%,其存活率随盐度升高而降低。体外黏附试验结果表明,菌株RT-BS07可大量黏附在虹鳟前肠黏膜,不破坏肠道组织完整性,对左氟沙星、环丙沙星、氧氟沙星和链霉素等18种抗菌药物敏感。本研究分离筛选得到的枯草芽孢杆菌RT-BS07株具有产消化酶性能,其抗逆性能强,对虹鳟无毒害作用,可作为虹鳟健康养殖及益生菌制剂研发源益生菌候选株。     

盐度对中国鲎幼鲎生长、蜕壳、Na+-K+-ATP酶活性、免疫指标和抗氧化能力的影响

人工增殖放流是恢复鲎资源最有效、最迅速的方法, 而了解和掌握环境因子对中国鲎(Tachypleus tridentatus)幼鲎生长状况的影响规律, 进而选择适宜放流的时间和海区, 是保证人工放流得以成功的关键。本文在实验室条件下, 研究了不同盐度(5‰、10‰、15‰、20‰、25‰、30‰、35‰、40‰)对中国鲎幼鲎成活率、蜕壳率、蜕壳增重率、Na⁺-K⁺-ATP酶活性、免疫酶活性、抗氧化酶活性等的影响, 探讨了不同盐度水平下中国鲎幼鲎生长、蜕壳、渗透调节能力、机体免疫力和抗氧化能力等的变化。养殖试验持续56d, 结果表明: 不同盐度对中国鲎幼鲎的成活率、蜕壳率、二龄幼鲎均重及蜕壳增重率均有显著影响(P<0.05), 且均随盐度升高呈先升高后降低的趋势; 蜕壳率和蜕壳增重率与盐度的回归分析均表明, 中国鲎幼鲎蜕壳与生长的最适盐度分别为24.10‰和24.94‰; 一龄和二龄幼鲎的Na⁺-K⁺-ATP酶活性均随盐度的升高呈先显著升高后显著降低趋势(P<0.05); 35‰和40‰盐度试验组一龄幼鲎的酸性磷酸酶(acid phosphatase, ACP)活性显著高于其他试验组, 而5‰盐度试验组一龄幼鲎的碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, AKP)活性显著低于25‰试验组(P<0.05) ; 盐度对二龄幼鲎的ACP、AKP和溶菌酶(lysozyme, LZM)活性均没有显著影响(P>0.05); 35‰和40‰试验组一龄幼鲎的过氧化氢酶(catalase, CAT)活性显著高于盐度较低试验组(P<0.05); 二龄幼鲎的谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase)活性随着盐度的升高而升高, 盐度10‰试验组显著低于30‰和40‰试验组(P<0.05)。研究结果显示盐度对中国鲎幼鲎生长、蜕壳、Na⁺-K⁺-ATP酶活性、免疫指标和抗氧化能力均有显著影响, 蜕壳最适宜的盐度在24‰~25‰左右, 盐度过高或过低都将引起幼鲎生长率和成活率降低, 渗透调节能力、免疫力和抗氧化力显著下降。     

山西近40年极端降水特征分析

利用山西108个国家级地面气象观测站1979—2018年日降水量资料,采用百分位法定义极端降水事件,应用气候趋势系数、Mann-Kendall (M-K)检验等方法,研究山西极端降水特征及其变化规律。结果表明:(1)山西极端降水出现在3—10月之间,发生频次呈现“山区多、盆地少”的特点,平均强度表现为“北中部小、南部大”的空间分布特征。(2)山西极端降水持续时间以1 d为主,局地性特征明显,发生大范围极端降水事件的概率较低。(3)近40年,山西极端降水事件呈明显增多趋势,影响范围不断扩大,强度略有增强,没有突变发生。各区域极端降水的长期变化差异较大;北部强度显著增强,范围明显扩大且在1986年发生突变;中部极端降水日数和强度显著增多增强,并分别在2001、1992年发生突变;南部极端降水变化趋势微弱。     

基于10年GPCP降水资料的全球极端降水分布分析

利用GPCP的1997-2006年全球1°×1°格点降水日资料,对全球年平均的降水,以及夏季极端降水高值区域频次和强度进行了分析,并比较了其与ENSO的ONI指数的关系。取得了以下结果:赤道附近是全年多雨区,极端降水高值区域多分布于此。赤道东太平洋夏季极端降水的频次和强度变化基本是一致的,西太平洋暖池也有相同的特点,但是两者最强最弱年份却刚好相反,且都发生在ENSO冷暖年,但无明显的正负对应关系。我国中东部夏季极端降水最强年(1998年)发生在极强EL Ni觡o年-1997年的次年,最弱年(2001年)也发生在持续24个月的极强的La Ni觡a事件之后,但两者没有明显的正负对应关系。孟加拉湾夏季极端降水频次和强度的年际振荡强弱有相反的特点。长江中下游(6,7月)极端降水频次和赤道东太平洋(7,8月)极端降水频次有一定的滞后相关性,置信度为95%。     

黑龙江省夏季极端降水和暴雨变化规律的分析

基于全省82个监测站1961—2010年夏季6—8月逐日降水资料,取第95百分位作为极端降水事件的阈值。极端降水阈值的空间分布,可分为大、中、小值区。大值区≥34mm,小值区≤30mm,它们之间为中值区。按极端降水总次数多少可划分3个区域,即偏多、正常、偏少区域。以总次数≥120次相当于2-4次,a。定为偏多区域,总次数≤100次相当于2．0次／a定为偏少区域,100〈总次数〈120为正常区域。最大区主要分布在伊春和尚志。暴雨以总次数335次相当于0．7次,a定为偏多区域．总次数≤25次相当于0．5次／a定为偏少区域,25〈总次数〈35为正常区域。暴雨偏多区域主要分布在伊春、铁力、尚志和五常。极端降水与暴雨均有同步变化特征：上世纪60、70年代均趋于偏少．80年代出现最高值,而后90年代和本世纪初10a又开始呈下降趋势,但总的趋势呈现出略微的增长的趋势,而极端降水增长略高于暴雨的次数。全省夏季降水、极端降水、暴雨年际变化特征分析表明。50a来降水总的变化趋势呈略微下降趋势,平均下降2．5mm／10a。极端降水、暴雨呈略上升趋势．分别平均上升5．2次／10a和1．2次／10a。夏季降水、极端降水、暴雨互相关表明,极端降水日数对降水量相关系数达0．92,远大于暴雨的相关,表明极端降水事件对降水量贡献远大于暴雨的贡献。     

长江中下游地区冬季极端降水事件与天气尺度瞬变波活动的可能联系

利用ERA40、NCEP/NCAR逐日再分析资料和长江中下游地区85站逐日降水资料,从大气内部天气尺度瞬变波的角度对长江中下游地区极端降水事件进行了成因分析。研究发现瞬变波活动与极端降水的发生关系密切;冬季在两支急流并存的欧亚大陆上空存在南北两支瞬变波活跃带。南支瞬变波在冬季极端降水频发、少发年存在较明显的差异。总体而言,极端降水频发年,瞬变波活动活跃,欧亚大陆上空的瞬变波持续时间长、传播连续、强度偏强;极端降水少发年,则反之。从逐日变化来看,南支瞬变波的强度和能量传播过程与极端降水的发生频次均具有一定的对应关系。北支瞬变波的传播及瞬变波对水汽的输送和极端降水的发生也有一定促进作 用。这些结果均表明,冬季极端降水的发生与天气尺度瞬变波的活动联系紧密,天气尺度瞬变波的异常活动及传播可能是极端降水发生的重要条件,研究可为极端降水的成因研究提供新的思路。     

亚欧中纬度关键区正位势高度距平场配置与中国冬季区域性极端低温事件的联系

基于中国地面台站观测资料和NCEP再分析资料,研究了欧亚中纬度500 hPa高度场关键区正异常配置及其与中国冬季区域性极端低温事件(Regional Extreme Low Temperature Events, RELTE)的联系。结果表明,发生RELTE时乌拉尔山(简称乌山)、贝加尔湖(简称贝湖)和雅库茨克—鄂科斯克海(简称雅鄂)附近的某一区域出现高度场正异常的概率为0.83,即欧亚关键区500 hPa正高度距平场的相互匹配是形成RELTE的直接原因。在此基础上,将三个关键区域高度场异常配置分为7种类型:乌山型、贝湖型、雅鄂型、乌山—贝湖型、乌山—贝湖—雅鄂型、乌山—雅鄂型、贝湖—雅鄂型。不同类型异常模态对应的RELTE在空间分布、持续时间和强度等各有差异,如:乌山型对应RELTE以全国型为主,平均持续天数达14.2天;乌山—雅鄂型对应的RELTE以东北—华北型为主,事件平均持续天数为14.1天。此外,不同类型的异常配置均对应有超前于RELTE的前期特征,平均超前时间为1~8天不等。超前天数的空间分布、高度场异常的时间演化,进一步揭示了乌山以西和雅鄂以东两个方向高度场异常的发展并形成多种环流异常模态的过程,也验证了RELTE存在前期信号的可能性。