数据同化与预测研究所

发布时间:2020-09-02浏览次数:133

    高影响海气事件是指常常导致大范围、长时间的天气、气候异常,并对我国乃至全球众多国家与地区的经济社会以及人民生命财产安全具有重大影响的海气事件(如台风,热带季节内振荡,厄尔尼诺-南方涛动、印度洋偶极子、黑潮延伸体变异,大西洋经向翻转环流以及大西洋多尺度年代际变率等)。对于高影响海气事件的动力机理和可预报性开展研究,发展耦合模式和同化系统,改进预测水平,对于保障我国社会、经济以及人民生命财产安全都有至关重要的意义。

    河海大学海洋大气数据同化与预测研究所新近成立于20205月,其主要任务是使用观测,模式分析产品,以及全球和区域耦合模式开展这些高影响海气事件的机制、模拟和预测研究。研究所主要成员近年来在这些高影响海气相互作用事件的机理分析,可预测性诊断,耦合同化关键技术,以及目标观测和集合预报等领域做出了一系列创新性成果,达到国际先进水平。研究所将充分发挥成员的学科优势及研究专长,利用自主发展的可预报性评估方法和耦合模式同化系统,结合人工智能和大数据等方面的新理论和应用,推动高影响海气环境事件在理论、模拟和预测相关研究的全面发展,注重研究生和博士后的培养,使他们在理论和实际应用方面具有国际竞争力。

    研究所现有教授2名,副教授4名,讲师1名,博士后1名,主要围绕以下方向开展研究:

     1.高影响海气事件机制及影响

    2.高影响海气事件模拟和可预测性诊断

    3.集合预报和耦合模式资料同化

    4.海洋目标观测

 

主要成员:

王 强 教授

  主要从事大气海洋动力学、可预测性和目标观测研究,并在如下两个方面取得了一些重要成果:(1)提出并发展了模式参数敏感性识别及可预测性研究的新方法,克服了现有方法的局限性,解决了现有方法难以处理的问题;(2)系统研究了黑潮及其延伸体的可预测性,揭示了影响黑潮及其延伸体预报准确性的主要因子和物理机制,同时为更好地观测黑潮及其延伸体提供了最佳的观测位置并设计了观测网,为提高整个黑潮系统的预测水平提供了科学支撑。

 现已在国内外权威杂志上发表论文35篇,其中第一和通讯作者论文29篇,多篇论文发表在大气海洋研究领域重要期刊Journal of Climate, Journal of Geophysical Research-Oceans, Geophysical Research LetterClimate Dynamics Journal of Physical Oceanography, National Science Review等上,并且受邀撰写由Springer出版的学术专著章节1章。主持国家自然科学基金青年科学基金项目和面上项目各1项,同时主持海洋科学与技术国家实验室开放基金1项,担任中国科学院战略性先导科技专项专题负责人1项,作为研究骨干参加国家自然科学基金重大项目和重点项目各1项。担任国内外多个重要期刊如Journal of Geophysical ResearchOcean DynamicsJournal of Hydrology等的审稿人。

 

鄢晓琴 副教授

 主要从事气候变化检测与归因以及年代际尺度气候变率和可预报性研究,已在主流气候SCI期刊,如Nature Communications, Journal of Climate, Geophysical Research Letters 等发表论文12篇。主要学术成果包括: 1.定义便于检测气候系统对人类活动排放气溶胶的响应的潜在可检测因子;2.发现北大西洋超强飓风频率的年代际变化与大西洋经向翻转环流(AMOC)的变化有显著的紧密联系,对北大西洋超强飓风的年代际预报有重要指导意义;3.验证大西洋年代际变率(AMV)与大西洋经向翻转流(AMOC)的紧密联系,发现当前大部分气候模式都低估了AMOC的年代际变率,从而强调了提高模式对AMOC模拟能力的重要性和必要性;4.定义基于多变量的AMV指数,揭示大西洋年代际变率的形成主要由与AMOC相关的气候系统内部海洋环流所主导,从而为解决关于AMV形成机制的争议提供了新的研究视角。


沈浙奇 副教授

   主要从事资料同化方法研究和耦合资料同化系统研发,在非线性的粒子滤波器同化和地球系统模式的耦合同化系统方面积累了大量工作经验,取得了一定成果。代表性成果包括:1)发展了粒子滤波器的混合算法和局地化粒子滤波器的算法,为解决大模式中粒子滤波器的退化问题提供了方案;2)建立了基于通用地球系统模式CESM的多源海洋观测资料耦合同化系统,采用集合滤波器方法实现了耦合模式的状态估计和物理参数估计;3)发展了耦合同化局地化方案和基于集合同化的目标观测公式。

   发表SCI论文10余篇,主持国家自然科学基金青年项目1项、作为骨干参与国家重点研发计划两项、国家自然科学基金委重大基金一项、重点基金一项。2019年获得自然资源部第二海洋研究所青年英才称号。


伍艳玲 副教授

   主要从事季节到多年代际可预报性及海洋目标观测研究,在热带及中高纬度的气候变率及相关可预报性方面积累了一定的经验。主要学术成果包括:1)完成北大西洋多年代际变率和北太平洋年代际变率在多年际时间尺度上的最可预报模态及相关机制分析;2)分析了耦合气候模式系统中普遍存在的北大西洋模式误差,可以通过影响大西洋经向环流及海表温度两者的关系从而进一步影响该区域的多年际可预报性;3)研究了热带印度洋年际变率及季节尺度的最可预报模态及相关机制;4)提出了一项适应于EnKF同化系统的流依赖的目标观测方法,改进了前人非流依赖的方法,并将此方法应用于长期海洋观测网设计。
    发表了SCI论文10余篇,主持了国家自然科学基金青年基金及中国博士后面上基金1项。作为骨干成员参与国家重点研发计划项目1项。

 

谭晓晓 副教授

   主要从事热带太平洋气候的模拟和预测。主要成果为: 通过在模式中引入西风爆发参数化方案,改进模式对热带太平洋西风爆发事件的模拟进一步提高了模式对ENSO的模拟和预测水平。发表和参与发表SCI论文7篇,主持国家自然科学基金青年项目1项,中国博士后基金一等资助1项。


杨德剑 讲师

   主要从事气候可预报性及气候动力学研究。主持一项国家自然科学基金青年基金项目,作为骨干成员参加国家自然科学基金重点项目、科技部国家重点研发计划项目、国家自然科学基金创新研究群体项目三项国家级科研项目。共发表SCI论文10余篇,其中一篇被遴选为美国地球物理学会研究亮点(AGU research spotlight)。主要学术成果如下:(1)发现了信息论可预报性方法比传统信噪比法能反映出更多的季节气候潜在可预测信息;2)发现了季节气候预测多模式集合对单模式的概率技巧优势比确定性优势更为显著并解释了其成因;3)从理论上揭示了季节气候变异概率与确定性可预测性的内在联系和本质区别,打通了气候可预测性确定性和概率性评估各种方法之间的联系为气候可预测性表征提供了新的视角。

 

侯美夷 博士后

   主要从事天气、气候可预报性的研究,共发表SCI论文3篇。主要学术成果如下:(1)发展了可用模式离线资料,从误差增长角度考察所关心天气、气候事件可预报性动力学的资料分析方法的理论框架;(2)揭示了中部型El Niño预报发生夏季预报障碍现象,而非东部型El Niño的春季预报障碍现象;(3)揭示了两类El Niño事件预报的最优初始条件不仅应优先同化热带太平洋敏感区的目标观测,而且也应优先同化北太平洋和南太平洋敏感区的目标观测,为ENSO预报的资料同化提供了新思路。

负责课程:

本科生课程

物理海洋学

数学物理方法

多元统计分析与谱分析

业务化海洋学

研究生课程

海洋学前沿

学生培养情况

硕士生:邓绍坤(2017级,已通过毕业答辩);胡尧(2018);肖瑶(2019) 

博士生:柯道勋(2018级),徐萌柳(2018)