40℃!41℃!42℃!連日來,高溫警報在中東(dong) 部地區連級跳升。中央氣象台連續發布高溫紅色預警,一場今年以來最強的高溫熱浪正席卷大半個(ge) 中國。從(cong) 華北平原到江南水鄉(xiang) ,多地氣溫直衝(chong) 40℃以上,河南、河北、山東(dong) 等省份部分區域最高氣溫突破曆史極值,戶外熱浪扭曲了空氣,城市如同巨大的蒸籠。
熱源揭秘:異常副高導演"高溫連續劇"
國家氣候中心首席專(zhuan) 家指出,此次極端高溫的幕後推手是異常強盛的副熱帶高壓係統。今年副高呈現三大異常特征:
勢力範圍超常北擴,控製區域較往年同期北移約300公裏
強度達曆史同期極值,500百帕層麵位勢高度較常年偏高40位勢米以上
穩定控製超長待機,在華北至江南上空持續盤踞超過10天
"副高如同巨大的高溫穹頂,"專(zhuan) 家解釋,"其控製區內(nei) 盛行下沉氣流,導致晴空輻射與(yu) 焚風效應疊加。"在河南鄭州,7月3日實測相對濕度持續低於(yu) 30%,幹熱空氣使體(ti) 感溫度較實際溫度再升高3-5℃;而長江中下遊地區濕度高達70%以上,"桑拿模式"下38℃的實際溫度體(ti) 感可達42℃以上。
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項目介紹
國外小組科研——大氣科學專(zhuan) 題:拉尼娜與(yu) 厄爾尼諾現象動態分析 基於(yu) 氣候模擬方法的氣象變化與(yu) 災害預測研究
了解正在發生的全球氣候變化,需要研究構成氣候係統的各個(ge) 組成部分,以及每個(ge) 組成部分如何應對變化。本項目將介紹控製地球大氣和海洋流體(ti) 動力學的微分方程。它還將介紹用於(yu) 求解方程的主要計算方法。
學生將學習(xi) 大氣運行及其與(yu) 海洋相互作用的關(guan) 鍵現象。他們(men) 還將學習(xi) 如何設計計算策略來模擬這種現象。一個(ge) 使用計算機模擬來了解大氣和海洋在溫室氣體(ti) 增加下的反應的案例研究將在後期完成。
學生的最終結果將是基本了解(a)從(cong) 數學角度看大氣和海洋是如何運作的,以及(b)如何在計算機上求解大氣和海洋的數學方程。在項目結束時,提交項目報告,進行成果展示。
項目背景
天氣況狀瞬息萬(wan) 變,令人難以捉摸,精準的天氣預報可為(wei) 人們(men) 的生產(chan) 生活提供科學準確的決(jue) 策指導和服務,因此,最大限度的準確預測天氣及災害一直是人們(men) 的不懈追求。數值天氣預報的誕生曾經給天氣預報領域帶來跨越式的發展,它是以氣象觀測資料為(wei) 初值條件,通過巨型計算機進行數值計算,再用流體(ti) 力學和熱力學的方程組進行求解,進而預測未來一定時段的大氣運動狀態。
盡管現代氣象預測係統已經在數值預報模型上取得不錯的效果,但這種依賴人們(men) 對大氣物理理解的物理模型常會(hui) 受到各種各樣隨機因素的幹擾,無法滿足氣候複雜多變地區的預測需求。隨著智能化時代的到來,人們(men) 開始依托先進技術手段建立起各種預測天氣的方式,數據科學與(yu) 統計學的身影也在氣象預測領域日漸活躍。
項目大綱
對地球的觀測:天氣與(yu) 氣候記錄,衛星,大氣、海洋環流模式,耦合氣候係統
地球物理流動研究:質量和動量的控製方程,分層旋轉流體(ti) 的原始方程公式,地轉風近似,蝴蝶效應等
氣候模擬的數值方法:半拉格朗日法,Galerkin譜方法
氣候模擬案例研究:古氣候模擬,溫室氣體(ti) 濃度增加
學術研討1:每位學生提供一個(ge) 針對於(yu) 最後答辯的五分鍾概括,教授會(hui) 提供反饋幫助完善最後項目
學術研討2:學生將提供優(you) 化版本的答辯概括,教授將根據各組進度進行個(ge) 性化指導,確保學生優(you) 質的終期課題產(chan) 出
項目成果展示
教授介紹
導師:David
學校:紐約大學
導師級別:終身正教授&首席研究員
專(zhuan) 業(ye) 方向:大氣科學、數學
David導師現任紐約大學Courant研究院終身正教授,紐約市環境流體(ti) 動力學實驗室(EFDL)主任,紐約大學阿布紮比分校海平麵變化中心主任。教授是一位物理氣候科學家,研究興(xing) 趣聚焦於(yu) 極地地區有關(guan) 的現象及其對全球氣候的影響。導師目前的研究重點是地球冰蓋與(yu) 海水相互作用的計算機建模,以及為(wei) 改進模型而獲取和實現觀測數據。導師發表了70多篇關(guan) 於(yu) 極地環境科學的同行評議文章。
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