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【喜报】我院获得2017年国家自然科学基金重点项目、面上项目和国际合作与交流项目资助12项

点击数:581 来源:本院 文章录入:luying 更新时间:2017-08-25

近日,我院获得2017年国家自然科学基金重点项目、面上项目和国际合作与交流项目资助12项。其中重点项目1项、国际(地区)合作与交流项目1项、面上项目10项。详细项目资料如下:

戴永久教授“高分辨率陆面水文过程模式研制(41730962)”项目获2017年国家自然科学基金重点项目资助,直接经费支持为310万元。

崔峻教授“土星环状大气结构研究(41774186”项目获2017年国家自然科学基金面上项目资助,直接经费支持为71万元。

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项目背景及介绍:崔峻教授为2017年初从中国科学院引进的学科带头人、负责空间天气与比较行星学方向的学科建设。近年来主持国家自然科学基金委杰出青年基金、面上基金、澳门科技发展基金、中国科学院百人计划等多个项目,在JGR等国际顶尖学术期刊发表论文30余篇,引文1200余次。今年所获批项目立足于比较行星学框架下的行星大气研究,着眼于分析巨行星系统独特的环状大气结构与形态。巨行星卫星的大气逃逸构成环状大气粒子的"源",而与巨行星磁层等离子体之间的相互作用构成环状大气粒子的”汇"。这意味着对环状大气的研究是认识卫星大气逃逸机制和巨行星磁层等离子体分布的一个有效手段。项目拟在蒙特卡罗粒子动力学的框架下,建立自洽的巨行星环状大气结构模型,既包括无碰撞条件下的测试粒子蒙特卡洛模型,也包括考虑环状大气粒子自碰撞的直接模拟蒙特卡洛模型。模型将结合Cassini质谱仪就位探测数据,计算土星环状大气各种成分(H、O、N、H2、N2、CH4、CH3、H2O和OH等)的密度分布,并研究环状大气结构如何受卫星大气逃逸及土星磁层等离子体分布的调制。本项目的提出符合我国深空探测和行星科学发展的需求。

王宝民副教授“非均匀下垫面湍流相干结构特征及其对近地层通量传输贡献(41775015)”获2017年国家自然科学基金面上项目资助,直接经费为68万元。

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 项目背景及介绍:“结构在理论上不允许结构存在的地方,在没有理论的指导下存在着”(上世纪90年代湍流界流传的一则调侃语),通俗地说:描述随机现象的统计理论不允许有组织结构存在,而有序现象却在没有任何理论解释的情况下出现在随机湍流场中。湍流中的相干结构(或拟序结构)也因此成为湍流研究中的重要基础理论问题。

该项目将依托大气科学学院已经建立的两个观测基地:华南气候环境与全球变化增城综合观测试验基地、城市气象与环境综合观测试验基地,采用野外观测、理论分析和数值模式相结合的方法,对以下问题展开研究:近地面层湍流相干结构提取方法、影响因子、多尺度特征、相干结构相互作用机制及相干结构对通量传输贡献。

李秀珍副教授“南亚急流波列在冬季华南准静止锋维持中的作用(41775043)”获2017年国家自然科学基金面上项目资助,直接经费支持为68万元。

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项目背景及介绍:李秀珍副教授近年主持及参与自然科学基金、中山大学“百人计划II期”急需青年杰出人才项目、国家重点研发计划等科研项目5项,发表论文10余篇,其中第一作者SCI收录论文9篇,它引累计60多次。冬季华南准静止锋是造成华南雨雪冰冻灾害的直接天气系统,它是北方干冷空气与南方暖湿空气持续交绥的结果,后者与南亚急流波列活动密切相关。当波列传播至东亚地区时,印缅槽加深东移,西太副高北扩,大量来自孟加拉湾-南海的暖湿气流往华南输送。项目申请人李秀珍最近几年都在该领域从事相关工作,研究成果与目前的申报课题有着密切联系,为本课题提供了一定的知识积累和许多可以借鉴的研究经验,为本项目的顺利进行奠定了基础。本工作从低纬度扰动信号—南亚急流波列出发探讨冬季华南准静止锋维持的机制,更多地关注低纬度的影响;重点关注南亚急流波列的多尺度活动特征,并分析它们在冬季华南准静止锋发生、发展、维持和消亡中的相互作用;通过对南亚急流波列的信号源、波列传播、气候影响的超前滞后关系进行全面探讨,从南亚急流波列的角度寻找华南准静止锋维持的前兆信号并优化其预报模型。

陈桂兴副教授“华南城市和海岸中小尺度天气的米级分辨率数值模拟与机制研究(41775094)”获2017年国家自然科学基金面上项目资助,直接经费支持为68万元。

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项目背景及介绍:陈桂兴副教授主要开展季风降水日变化及其气候影响、米级分辨率数值天气预报系统研发与应用等方面的科学研究,取得了一系列的重要成果和新进展。他的研究小组正努力推进相关研究的深化和拓展,继面向季风降水日变化的研究课题获得2016年面上项目资助,面向超高分辨率数值天气预报的本研究课题也获得了2018年面上项目资助。众所周知,发展精细化天气预报,特别是提升城市街道和海岸地形上的中小尺度天气的机制认识和预报能力,具有重大科学意义和社会价值。建筑地形不仅能直接调节局地气流和温度分布,大型城市的非均匀动力热力强迫还可激发有组织湍流和边界层对流,影响中小尺度天气系统活动。如何认识理解和精确预报复杂下垫面上空的中小尺度灾害性天气是提升防灾减灾能力的重大科学问题。本项目基于非静力气象模式、双向嵌套数据同化、云分辨率集合预报、计算流体动力模式、大规模并行计算等先进技术,构建中尺度与湍流尺度耦合的局地天气预报系统(附图),针对影响华南城市和海岸的台风、冷锋/飑线、强对流等进行米级分辨率的城市尺度数值模拟,深入探讨局地天气的精细特征和物理机制。研究结果将为改善中小尺度天气特别是华南灾害性天气的认识理解提供科学依据,有助于推动精细化天气预报的发展。

王东海教授“华南持续性强降水的模式动力延伸预报研究 (41775097 )”项目获2017年国家自然科学基金面上项目资助,直接经费支持为68万元。

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项目背景及介绍:王东海教授近年来致力于中小尺度天气学的动力学机理研究和数值模式的开发、改进和业务应用工作,主持过或正在主持的项目主要有国家973课题、国家自然科学基金重点项目和面上项目、科技部/财政部气象行业科研专项、外交部/科技部/财政部/中国气象局等其它科研项目、以及民航局数值预报工程和省市气象局等气象精细化预报系统研发项目等多项科研项目。在国内外重要学术刊物发表论文100多篇,其中SCI刊物收录论文70多篇。培养或联合培养硕士和博士生30多名。该项目拟针对华南持续性强降水过程,在进一步提高形成机理认识的基础上,构建区域模式动力延伸预报理论框架,开展区域模式动力延伸预报理论和方法研究,为延伸持续性异常降水预报时效提供新方法和新思路。基于稳定少动以及预报时效相对较长的大尺度环流预报场,发展减小区域模式初始条件、边界条件以及内场预报误差的动力预报理论和方法,在提高环流场预报的基础之上延伸持续性强降水过程的模式预报时效,发展建立一套具有理论基础、特色明显的又有实际业务应用能力的持续性强降水模式延伸预报模型,对于提高灾害性天气预报能力具有重要的科学意义。

吴欢教授“多源定量降水估计(QPE)及其对洪水过程模拟影响的水文学评估(41775106)”项目获2017年国家自然科学基金面上项目资助,直接经费支持为68万元。

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项目背景及介绍:吴欢教授近年来主持和参与NASA、NOAA及DOE等多项科研项目,发表论文30余篇,多篇论文在水文水资源领域国际权威期刊Water Resources Research(WRR)上发表、并获奖,多项第一作者科研工作被NASA Science、Science杂志、美国气象学会会刊BAMS、美国地球物理学会会刊EOS等报道。如何客观评估流域定量降水估计(QPE)和获取流域最佳QPE,是水文气象学的瓶颈问题,是洪水预报,如吴博士多年研发的全球洪水预报系统(GFMS)和DRIVE水文模型进一步发展,迫切需要解决的关键科学问题。QPE是陆面和水文过程模拟不确定性的首要来源,不仅制约模型结果解读和应用,还影响过程机制的理解,阻碍模型参数优化和模型发展。项目提出并验证“水文学方法客观评估流域QPE,求解最佳降水估计的可行性和可靠性”。基于前期研发的多源驱动集成水文模拟评估框架(MMF),深入研究和扩展MMF在不同水文气候、地形和观测条件地区的适用性。以水文学理论和方法为基础,利用卡尔曼滤波、粒子滤波数据同化技术,融合流域各水平衡分量多源观测资料,将观测与水文过程模型结合,寻求对水文过程模拟的全面验证,达到客观揭示不同QPE的相对质量,求解流域最佳降水估计。进而,揭示降水-水文模型输出不确定性的定量关系及其时空分布特征。

凌镇浩老师“珠三角羰基化合物干沉降及其对臭氧与二次有机气溶胶生成的影响(41775114)”项目获2017年国家自然科学基金面上项目资助,直接经费支持为68万元。

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项目背景介绍:凌镇浩老师近年来主持/参与国家自然科学基金青年基金,重点基金,大气专项以及省自然科学基金等科研项目近10项,发表论文20余篇,其中第一作者SCI收录论文近10篇,单篇引用最高58次。羰基化合物是臭氧(O3)与二次有机气溶胶(SOA)的重要前体物。大气干沉降是羰基化合物演化过程收支平衡的重要途径,其过程以及关键影响因子尚不十分明确。该申请项目选取珠三角典型地区开展大气碳基化合物及其前体物、二次产物的同步观测实验,并结合空气质量模型,研究其干沉降通量、干沉降过程和沉降机制,旨在揭示该类重要大气污染物的排放-沉降的收支过程和定量关系,及其对臭氧和二次有机气溶胶生成的影响,具有重要的科学意义和应用价值。

赵军教授“生物源倍半萜烯臭氧化反应生成新粒子的核化机理研究(41775117)”项目获2017年国家自然科学基金面上项目资助,直接经费支持为68万元。

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项目背景及介绍:赵军教授近年来主持国家自然科学基金2项,负责国家重大研发专项课题1项,总计资助金额达400多万元。近年来以高浓度细颗粒物为主要特征的灰霾污染和浓度频频超出国家标准的城市臭氧污染已经成为我国大气环境的主要污染问题。而大气中可挥发性有机物氧化降解对灰霾和臭氧生成均有重要贡献,但目前的研究主要集中在异戊二烯、单萜烯及苯系类的氧化反应,对倍半萜烯的氧化降解过程研究得较少。相对而言,倍半萜烯虽然在大气中的排放量较小,但由于其具有较高的化学活性,大气中倍半萜烯臭氧化反应生成二次有机气溶胶的潜势较高。获资助项目拟进行流动管及烟雾箱实验模拟三种典型的倍半萜烯的臭氧化反应,运用化学电离质谱及颗粒物粒径分布仪分别测量倍半萜烯臭氧化反应的气态及颗粒态产物,确定臭氧化反应产物中主导初始核化新粒子形成的氧化产物,研究倍半萜烯的种类和结构对氧化产物分布的影响,以及第三组分对氧化产物分布及气粒转化潜势的影响。根据模拟实验结果,从单组分核化理论出发,推导多组分有机核化理论模型,提出初步的大气有机核化机理,并初步评估有机核化机理在大气核化中的贡献,该项目的实施将为揭示大气核化机理提供重要的实验数据及理论框架。

伊炳祺副教授的:“东亚地区冰云和水云的辐射强迫及其对区域气候的影响与反馈”(41775130)获得2017年国家自然科学基金面上项目资助,直接经费支持为68万元。

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项目背景及介绍:伊炳祺副教授主要从事云和气溶胶的辐射和气候反馈效应的研究,近年来在国外知名学术期刊上发表SCI论文20余篇,SCI他引达100多次。云作为地球大气中非常重要的组成部分,极其显著地影响着地球气候系统的辐射与能量平衡,而且对全球水汽和水循环有突出作用。云对长、短波辐射在大气中传输的影响十分复杂,不同种类的云有可能引起截然不同的辐射效应和气候反馈影响。尤其对东亚及其周边地区来说,深入了解云的时间和空间分布,研究云的辐射强迫和气候反馈效应,对于了解亚洲季风区和青藏高原的气候特征具有十分重要的意义。本项目拟凭借多卫星协同观测和数值模拟试验相结合的方法,充分认识冰云和水云的云量和云属性在东亚地区的时空分布特征,重点改进冰云、水云和总体云辐射强迫效应的模拟,深入揭示冰云和水云的辐射效应对东亚区域气候的影响与反馈机理。

Jason Blake Cohen教授“中国生物质燃烧气溶胶的来源及其物理化学机制(41775153)”项目获2017年国家自然科学基金面上项目资助,直接经费支持为70万元。

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项目背景及介绍:Jason Blake Cohen教授从事大气气溶胶研究工作,大气气溶胶的贡献显着在中国空气污染的主要来源,包括化石燃料燃烧、生物质燃烧、沙尘暴、和其他自然和人为排放源次生形成。但是,生物质燃烧是分析最复杂的一个。这是因为火灾首先很难发现,通常在空间和时间上不规则地发生,而且由于火灾形成的浓烟,很难观察到火灾。此外,由于来自火的加热,这些来源的气溶胶倾向于垂直上升,并且传播非常长的距离,因此导致远离初始源区的气溶胶水平。众所周知生物质燃烧源来自中国内地,以及更远的地方,如南洋、南亚的地方,和东欧的影响在中国的加载。这项工作的目的是采用新的大气遥感和物理建模技术,以量化这些生物质燃烧源的影响。在这个过程中,我们希望能够更好地了解年际和年内变化已知存在的原因,并帮助制定了建模社区和社会政策的更好的结果,就能够预测在中国气溶胶负荷和更远的地方。

袁文平教授“农田生态系统土壤侵蚀对碳源汇的影响研究(41761130077)”项目获2017年国家自然科学基金国际合作与交流项目资助,直接经费支持为41.5万元。

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项目背景及介绍:土壤侵蚀过程导致农田土壤碳发生水平迁移,改变土壤有机碳的空间分布,进一步改变陆地生态系统的碳源汇格局。然而,现有的生态系统模型并未考虑这一过程。本项目将发挥中英合作方的互补优势,研究农田生态系统的土壤侵蚀和沉积规律,发展土壤侵蚀对碳循环影响的模型公式,完善陆地生态系统模型,量化土壤侵蚀对农田生态系统碳循环影响程度。中方袁文平教授从事碳循环模型研究,英方Timothy Quine教授早在20多年前就开始了农田土壤侵蚀及其对土壤有机碳和产量的实验研究,具有长年的数据积累和深厚的研究基础。本项目中方主持人主要从模型的角度开展工作,英方主持人主要侧重于对已有实验观测数据的整合分析,实验观测中所取得的过程认识将直接服务于模型的发展和改进。双方合作具有很强的研究互补性,将会为准确估算区域碳收支提供科学依据。