《迈阿密大学所带领的实验填补了天气预报的关键空白》

  • 来源专题:物理海洋学知识资源中心
  • 编译者: 张灿影
  • 发布时间:2019-12-31
  • 迈阿密的科学家们正在研究下一个天气预报的前沿领域,他们希望预报3~4周后的天气状况能像7天预报一样那么精确。公众和应急管理人员掌握这类被称为次季节预报的天气信息,可以为应对海洋热浪或下一个极涡等自然灾害提供必要的关键准备时间。迈阿密的科学家们通过SubX项目来做一些前沿性的实验,从而缩小天气预报系统中的这一关键差距。
    SubX项目是一个从研究到运行的项目,目的是为国家气象局提供更好的次季节预报。次季节试验(SubX)是围绕业务需求而设计的以提高次季节预报为目标的多模态次季节预报试验。七个全球模型已经产生了17年的回顾性(再)预测和一年多的每周实时预测。这些重新预测和预报为研究次季节到季节的可预报性和预报提供了一个全面的数据库。SubX模式显示了特定地区提前3周的温度和降水技巧。SubX多模式集合平均比任何单个模型都更为熟练,对于Madden-Julian振荡(MJO)和北大西洋涛动(NAO)这两种次季节可预报性来源的模拟也得到了很好的评价,其中MJO的技巧性预报提前4周,NAO的技巧性预报提前2周。SubX还能够为气候预报中心的业务预报指导作出有益的贡献。此外,SubX还提供了与热带气旋有关的极端降水信息。
    次季节预测最难的是时间框架,最困难的部分是把所有的观察结果都纳入模型。SubX正在填补天气预报和季节性条件预报之间的空白,而季节性条件的预报是由缓慢演变的海洋条件(如海面温度和土壤湿度)和气候系统中的可变性(周的时间尺度)引导的。为了达到次季节尺度,科学家需要在他们的计算机模型中输入影响全球天气的条件信息,如热带印度洋的MJO等大规模对流异常。SubX公共数据库提供了3~4周的预测,并为研究人员提供了数据基础设施,以研究如何在未来使预报变得更好。
    SubX已经显示出预测天气状况的巨大潜力。它准确地预测了来自飓风迈克尔的降雨量,大约50毫米;阿拉斯加7月4日的热浪,那里的温度达到90华氏度以上,比一些地方的平均温度高出20至30度,以及1月底袭击美国中西部和加拿大东部并造成22人死亡的极涡。
    做出这些预测的能力需要计算和存储大量数据的能力。这意味着在很大程度上需要依赖于计算科学中心的计算能力来处理模型所需的复杂计算。计算科学中心的资源对于实时地满足SubX成功至关重要。SubX的公开数据库包含17年(1999~2015年)的历史重新预测和超过18个月的实时预测,供研究团体和国家气象局使用。
    相关论文链接:https://journals.ametsoc.org/doi/10.1175/BAMS-D-18-0270.1
    (郭亚茹 编译,於维樱 审校)

  • 原文来源:https://news.miami.edu/rsmas/stories/2019/12/um-led-experiment-closes-critical-gap-in-weather-forecasting.html
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  • 《迈阿密大学研究人员发文探讨COVID-19的病死率》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2020-04-13
    • 迈阿密大学数学系的科研人员在the Lancet发表文章“Likelihood of survival of coronavirus disease 2019”,分析讨论了COVID-19的病死率。 文章指出,实时估计COVID-19流行期间的病死率非常具有挑战性,但是该比率是非常重要的数据,将有助于指导全球各地政府和公共卫生当局的应对措施。这种疾病给武汉市以及伊朗,意大利和其他国家的公共卫生和医疗系统带来了巨大的压力和灾难性的后果。但是,COVID-19的病死率的当前估计值取决于所检查的数据集和时间段。来自中国的近1100名患者的研究表明,病死率为1-4%。中国疾病预防控制中心(CDC)的一份报告显示,在中国44到672例确诊病例中,估计总体病死率的比例为2.3%,并指出该比例在暴发的不同阶段因传播的位置和传播强度而异(例如湖北为2.9%,而中国其他地区为0.4%,12月31日之前为4%,1月1日至10日为15.6%,1月11日至20日为5.7%,1月21日至31日为1.9%,2月1日之后为0.8%),以及性别差异(男性为2.8%,女性为1.7%)。此外,中国疾病预防控制中心报告说,病死率会随着年龄的增加而增加(从11-19岁的人的0.2%,到≥80岁的人的14.8%),并且根据存在合并症的不同而有所差异(心血管疾病10.5%,糖尿病7.3%,高血压6.0%,慢性呼吸道疾病6.3%和癌症5.6%)。根据中国55924例实验室确诊的病例,世卫组织-中国COVID-19联合调查团提供了类似的数据,报告的病死率为3.8%。 在The Lancet Infectious Diseases中,Robert Verity及其同事提供了COVID-19病死率的估计值。作者认为,仅将死亡人数除以病例数就可以得出粗略的病死率,这可能会产生误导,因为一个人出现症状与发现并报告该病之间可能需要2到3周的时间,并且对新病毒的监视倾向于检测严重病例,尤其是在测试能力较低的爆发初期。通过使用来自中国大陆的个案数据(3665例)和在中国大陆以外发现的1334例病例,假设按年龄划分的发病率保持恒定,并根据人口统计学以及基于年龄和基于位置的不确定性进行调整,Verity及其同事估计从症状发作到死亡的平均持续时间为17.8天,从症状发作到出院的平均持续时间为24.7天。研究结果估计中国的总病例死亡率为1.38%,并且随着年龄的增长而增加 由于所实施的预防、控制和缓解政策的差异,并且由于病死率在很大程度上受到医疗保健准备和可用性的影响,因此各国之间的病死率估计值可能会略有不同。早期研究表明,延迟检测出感染病例不仅增加了将病毒传播给其他人(最有可能的家庭成员、同事和朋友)的可能性,而且在某些情况下还使感染恶化,从而增加了病死率。 文中比较了不同年龄组中SARS、COVID-19和季节性流感的病死率。即使年轻人的死亡率很低,但很明显,任何暗示COVID-19就像流感一样的说法都是错误的:即使对于20-29岁的人,一旦感染了SARS-CoV-2,其死亡率是季节性流感的33倍;对于60岁以上的人群,在没有合并症的情况下,SARS-CoV-2感染后的存活机会约为95%;但是,如果患者患有潜在的健康状况,则存活的机会将大大减少,并且随着年龄的增长超过60岁将继续降低。 尽管中国现在似乎已经走出困境,但许多其他国家也面临着COVID-19大流行的巨大压力。在中国实行的早期发现、早期诊断、早期隔离和早期治疗策略不仅可能有助于控制疾病暴发,而且有助于降低疾病的病死率。
  • 《迈阿密的存在仅受到海平面上升18英寸的威胁》

    • 来源专题:可再生能源
    • 编译者:pengh
    • 发布时间:2018-09-20
    • 虽然飓风佛罗伦萨错过了迈阿密,只导致航班取消,游轮改道,天气比平均温度高,但这是305号航班又一次差点错过。这是连续第二个不同寻常的飓风季节,玛丽亚、厄玛和哈维都在美国本土造成了死亡和破坏。 迈阿密特别容易受到气候变化的影响。它已经在多个社区看到了涨潮、晴朗的天空像发条一样有规律地泛滥。它有美国第三高的天际线,大部分建筑都靠近水面。还有很多其他因素在起作用。迈阿密可能在几十年内不会成为美国的主要城市中心。 等式中有几个因素,但迈阿密的存在可能是站不住脚的,只要海平面上升18英寸或15英尺。关键的问题是,作为一个有公民参与的工作城市,迈阿密有多少地区仍将存在,但海平面仅上升18英寸,迈阿密将面临高风险。 让我们列出问题的要素。 海平面基本上升。迈阿密550万人口中的50%生活在6英尺以下。有了“国王潮”和“飓风”,现在大部分的房地产都很脆弱,但是再加上18英寸的海平面,房地产就非常脆弱了。海平面正在加速上升。 海平面不均匀上升。迈阿密比一般城市更靠近赤道,也更暖和。当冰帽融化时,由于重力作用,它们不再向靠近它们的地方吸水,而是像其他的水一样,向赤道方向流动。然后温度上升膨胀。这意味着迈阿密的海平面上升将超过平均水平。 沉降。迈阿密和东海岸其他地方一样,在被两万年前融化的冰川抬升了几英寸之后,仍在缓慢下沉。 飓风的问题。2017年的飓风季节是即将到来的一种体验。更严重的飓风和更多的热带风暴升级为飓风。它们将在多个方面造成更大的损害。他们会下更多的雨,范围会更广因此在更大的区域造成破坏,他们会有更高的风暴潮和更高的风。当穷人因为飓风摧毁他们的家园而离开一个地区时,他们不会再搬回来。新奥尔良的居民人数仍然比卡特里娜飓风前减少了10万人。不幸的是,他们中的许多人搬到了休斯顿,并受到哈维的虐待。迈阿密将更频繁地受到更具破坏性的飓风的袭击。更多的撤离将发生。大的季节平均每十年发生一次,但是小的季节将开始看起来像过去的主要季节。 房地产问题。迈阿密戴德县地势低洼的房地产价值数百亿美元。但自2000年以来,由于海平面上升,它已经损失了数亿美元。到2045年,迈阿密房地产价值的10%可能会被冲销。还有一种连锁反应,以前的经济适用区,通常是有色人种在服务业工作的地方,现在成了黄金地段。过去常在海滩购买房产的人现在也开始购买出租的房产。中产阶级化正在驱逐穷人。这是另一股力量,让迈阿密的经济和服务业难以继续蓬勃发展。 多孔岩石。许多人认为,海堤将刚刚建成。然而,南佛罗里达是建在石灰石上的。这是一块无法密封的巨大岩石海绵。所有地下的东西都将被海水浸泡,包括像污水管道这样的小东西。建海堤,水就会从里面涌出来。 淡水的问题。迈阿密所有的淡水都来自比斯坎湾含水层。这是一堆来自沼泽地的淡水和之前提到的巨大的石灰岩海绵里的雨水。猜猜发生了什么?是的,海水正在渗入淡水。他们已经把管子插了下来,把一些微咸的水吸出来,再把它抽回大海。参考克努特国王,看看这将如何结束。根据对海平面上升的保守估计,到2050年,含水层可能完全是微咸的,需要昂贵的海水淡化。这将使水比现在贵2.5倍。联邦政府和州政府不太可能在迈阿密花费数十亿美元,因为他们还没能就大沼泽地的资金达成一致。 淡水问题第二部分。Biscayne含水层不仅受到海水的威胁。它被老化的化粪池所包围,这些化粪池分布在迅速扩张的各个分区中,有几个超级基金所在地,周围还有石灰石开采。这些国家加上需要昂贵得多的水处理的海水的时间期限是几十年。这可能会让迈阿密的穷人在2040年时运不济。 海滩上的问题。佛罗里达的经济与海滩息息相关。佛罗里达最大的产业是旅游业。海滩是最大的吸引力。然而,海滩很容易受到海平面上升的影响。他们每年已经在海滩填海上花费了数千万美元,在联邦、州和市的预算中大致平分秋色。但随着海平面上升和风暴从海滩上冲刷出越来越多的海滩沙,沙滩沙变得越来越稀有,价格也越来越昂贵。佛罗里达和联邦政府将选择他们要拯救的海滩。整个社区可能会失去他们的主要收入来源。这将会对迈阿密产生连锁反应,但迈阿密的海滩无疑将会被越来越疯狂的保护起来。 农业问题。佛罗里达州仅次于旅游业的第二大产业是农业。然而,随着气温的升高,飓风的严重性,淡水的减少和工人的减少,在未来的几十年里它将面临越来越大的压力。佛罗里达经济的另一个支柱将开始衰退。 这是很多问题。在空调使人们可以享受海滩和生活在那里之前,南佛罗里达是一个不适宜居住的沼泽,这并不奇怪。但所有这些都意味着迈阿密面临着比美国任何其他城市都更基本的挑战。 所有这一切都意味着,将迈阿密保持为一个现代化的、服务良好的城市、拥有美丽海滩的成本将飙升,而该州和迈阿密的经济将面临巨大挑战,甚至可能崩溃。更严重的飓风可能会袭击它,造成损害,业主和保险公司决定不去修复。更多的人,大部分是穷人,将永远离开。 到2050年,情况将大不相同。许多现存的低洼房屋将被遗弃。有些将被拆除,重新建在某种底座上。其他人将会腐烂。在分流发生时,一些地区将失去诸如淡水和卫生等基本服务。 但迈阿密很可能会以某种形式继续存在一个世纪甚至更长时间。总会有富人想要在白色沙滩上为古巴圣歌服务。维护这些海滩的成本将越来越高,从事所有工作的穷人也将越来越少,因此更多的地方,比如马阿拉戈,将引进外国工人来保持海滩的清洁。 迈阿密和基韦斯特将成为更加人为维护的富裕派对场所。很难说它们什么时候会完全不可行,因为在2100年之前还没有做过多少研究,但我们正在追踪到2100年以后海平面上升的幅度将远远超过2100年以前。迈阿密的弱点不会消失。飓风不会减弱。总有一天不值得重建的。 ——文章发布于2018年9月18日