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用于评估气候数据中热带气旋的指标
摘要：本文介绍了一个软件套件，可用于在网格气候数据中客观评估热带气旋（TCS）。使用从6小时数据得出的旋风轨迹，将一组全面的指标定义为系统地比较和对比产品。除了年度TC气候外，还要注意风暴发生和强度的空间和时间模式。可以在全球范围或区域领域进行评估。简单地将“记分卡”简单地化允许快速评估。我们展示了该套件启用的三个键文件。首先，我们比较了七个电流新一代重新分析中TC的表示，并得出结论，高分辨率模型和TC特定同化的模型包含更准确的风暴气候。第二，使用自由运行的地球系统模型（ESM），我们发现在可变分辨率的配置中需要进行完整的盆地修复来充分模拟北大西洋TC频率。上游对北非的修复对模拟风暴的发生几乎没有好处，但是空间的起源模式得到了改善。我们还表明，由ESM模拟的TCS可以对气候模型中的单个参数化高度敏感，北大西洋TC指标根据所使用的Morrison -GetTelman Microphysics包的版本而变化很大。
基于单细胞打印技术和乳液偶联分析对 CRISPR/Cas9 RANKL 敲除间充质干细胞克隆进行表征，作为单细胞克隆的低细胞工作流程
基因改造单细胞的同质性对于许多应用（例如细胞系开发、基因治疗和组织工程，尤其是再生医学应用）而言是必需的。缺乏有效分离和表征 CRISPR/Cas9 工程细胞的工具被认为是这些应用中的一个重大瓶颈。尤其是蛋白质检测技术不兼容，无法在没有先决条件大规模克隆扩增的情况下确认蛋白质表达变化，这在许多应用中造成了僵局。为了改善工程细胞的表征，我们提出了一种改进的工作流程，包括基于高产量荧光特性的单细胞打印/分离技术、基因组编辑筛选（测量测定）、评估改变的基因表达的 mRNA rtPCR 和一种称为乳化偶联的多功能蛋白质检测工具，以提供高含量、统一的单细胞工作流程。该工作流程以 RANKL 敲除永生化间充质干细胞的工程和功能验证为例，这些细胞的骨形成能力发生了改变。由此产生的工作流程经济实惠，无需大规模克隆扩增细胞，整体克隆效率高于 CRISPR/Cas9 编辑细胞的 30%。尽管如此，由于单细胞克隆在细胞发育的早期高度并行阶段得到全面表征，包括 DNA、RNA 和蛋白质水平，因此该工作流程可提供更多成功编辑的细胞以供进一步表征，从而降低开发过程中后期失败的可能性。
揭示热带气旋对全球经济部门的影响：直接和间接影响
本文研究了热带气旋对全球年度部门增长的当前、滞后和间接影响。主要解释变量是基于气象数据对各个部门暴露加权的当地热带气旋强度的新损害测量方法，该方法包括在 1970-2015 年期间对最多 205 个国家的面板分析中。我发现热带气旋对农业以及贸易和旅游业等两个部门总量产生了显著的负面影响。在随后的几年里，热带气旋对大多数部门产生了负面影响。然而，投入产出分析表明，生产过程是棘手的，间接经济影响有限。
StormR：一个用于量化和绘制热带风暴和气旋风特征的 R 包
StormR 是一个 R 包，可轻松从提供的数据库中提取风暴轨迹数据，并生成根据风暴轨迹数据和参数气旋模型重建的地面风场（速度和方向）。然后，StormR 允许我们计算三个汇总统计数据（最大持续风速、功率耗散指数以及在气旋生命周期内达到给定翼速的风的暴露时间）并绘制结果。我们建议使用 IBTrACS（国际气候管理最佳轨迹档案）数据库作为输入（ Knapp 等人，2010 年、2018 年）。该数据库提供了自 1841 年以来具有 3 小时时间分辨率的相当全面的热带风暴和气旋记录。但是，只要提供必填字段，就可以使用任何风暴轨迹数据。
使用IPSL模型的全球高分辨率模拟中的热带气旋
摘要尽管经过多年的广泛研究，但在我们不断变化的气候中，热带气旋（TC）活性的演变仍然不确定。这部分是因为该问题的答案主要依赖于几十公里的水平分辨率的气候模拟。此类仿真直到最近才能用于大多数建模中心，包括Pierre-Simon Laplace研究所（IPSL）。使用IPSL模型中的最新数值发展，我们执行了一系列仅遵循大气层的历史模拟，这些模拟遵循大气压协议。我们评估将分辨率从200公里增加到25公里对TC活性的影响。与以前的工作一致，我们发现TC活动的系统改善，相对于观察值的分辨率增加。然而，仍然缺乏与分辨率转化的TC频率的明确签名。环地理分布在单个盆地的规模上也有所改善。在北大西洋上尤其如此，在北大西洋上，与观察到的分布的一致在25公里处令人印象深刻。与观测值一致，TC活动与该盆地中的大规模环境和ENSO相关。相比之下，在北太平洋西部的25公里处，TC频率仍然太小，与重新分析相比，发现湿度和涡度的明显偏见。尽管我们发现了几个小弱点，但我们的结果表明，IPSL模型是研究气候时间尺度上TC的合适工具。因此，这项工作为进一步的研究开辟了道路，从而有助于我们对TC气候学的理解。
北大西洋的复合爆炸气旋和大气河的未来变化
摘要。驱动性旋风和大气河流的爆炸性发展对于在延期中部的极端天气中（例如复合风暴 - 流量事件）起着至关重要的作用。尽管众所周知的旋风和大气河流都有充分的了解，并且以前已经对其关系进行了研究，但我们对温暖气候如何影响其同意的理解仍然存在差距。在这里，我们专注于评估当前的气候学，并评估北大西洋大气河流与爆炸性气旋之间未来同意的变化。为实现这一目标，我们独立检测和跟踪大气河流和热带气旋，并研究它们在ERA的同意。与文献一致，大气河流在爆炸性旋风的附近经常被检测到所有数据集中的非爆炸旋风，并且将来大气河强度在所有情况下都会增加。此外，我们发现，与没有的河流相关的爆炸性气旋比没有的河流往往更长，更深。值得注意的是，我们确定了旋风和大气河并发的显着而系统的未来增加。最后，在高排放情况下，爆炸性的旋风和大气河并发显示了与西欧相比的增加和模型一致性。因此，我们的工作在CMIP6气候预测中提供了爆炸性气旋和大气河之间的新统计关系，以及其强度和位置的关节变化的表征。
美国最严重的热带气旋
NCEI 数据集提供了比 NHC 以前使用的损失数据更多的损失信息，包括农业、个人赔付以及联邦政府向各州提供的灾难资金。在进行这些灾难成本评估时，NCEI 检查了来自各种来源的统计数据。它使用最新的科学方法确定了这些事件的估计总成本 - 即如果没有发生事件就不会产生的成本（以美元计算）。损失估计包括保险损失和未保险损失。来源包括国家气象局、联邦紧急事务管理局、美国农业部、美国陆军工程兵团、各州紧急事务管理机构、州和地区气候中心、媒体报道和保险业估计。
热带或温带气旋：是什么导致了美国东南大西洋沿岸的复合洪水灾害、影响和风险？
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在热带气旋下的空气交换
如果在过去的几十年中，热带气旋（TC）轨道的预测大大改善，那么对其强度的预测仍然无法捕获快速强度的变化（Emanuel 2018）。可能有助于改善预测的因素是对空气相互作用的深入了解。空气交换确实调节了海洋和大气之间的质量，热，动量和气体的交换，这驱动了TC的发展。表面波（冲浪者喜欢的表面波）已被证明可以调节此类交换。然而，在强烈的旋转和翻译旋风中观察和建模波和空气交换是一个真正的挑战。因此，在最新的预测和气候模型中对空气交换进行了参数化，但是现有的参数化不完善。多亏了新可用的卫星观测和高分辨率耦合模型，我们旨在评估和改善波浪诱导的TC下对空气相互作用的影响。
热带和热带气旋对未来美国海上风能的影响
1。引入美国沿海地区的风力涡轮机，包括大西洋，墨西哥湾和加勒比恩海湾，以及东太平洋外大陆架区域，面临热带气旋（TCS）（TCS）和热带气旋（ETCS）的巨大风险。这些极端的天气事件会通过风阵风，快速风向变化，极端的波浪和大量降水，影响涡轮机叶片，地基，电力系统和其他基础设施。关于极端天气负荷的历史数据有限，从而使脆弱性评估具有挑战性。例如，由于米托斯元素条件低估，北海80％需要维修（Diamond 2012）。尽管在欧洲海上风能系统中产生了这些恶劣的天气影响，但这种情况并不代表美国近海地区的极端状况，造成飓风有时会袭击。相反，位于北太平洋西部的亚洲海上涡轮机遭受了台风的破坏（Li等人2022）尽管几乎无法获得详细的损害评估和数据共享。为了实现拜登 - 哈里斯政府的目标，到2030年，有必要将海上风能开发扩大到美国飓风的美国地区并应对技术挑战（Musial等人。2023）。这种扩展需要了解系统鲁棒性的风险，改善和建立弹性，尤其是面对北大西洋越来越频繁的主要飓风（Vecchi等人）（Vecchi等人。2021）。到此为止，主持了两次面对面的研讨会。1）。当前的工程实践遵守国际电子技术委员会（IEC）标准，对于热带参考涡轮级（T级）涡轮机，该标准要求将参考风速从50增加到57 m s-1。此外，这些实践需要湍流的极端风速模型，该模型的塔和刀片的回流时间为50年，并且子结构的返回期为500年（例如，单波管和夹克； 61400-3 IEC 2019）。但是，对设计标准的这种调整可能无法完全涵盖飓风事件的复杂性或各种破坏性负载案例的复杂性。为了增强易受飓风易发的区域的涡轮弹性，需要对大气和海洋状况的更深入的理解和改进的建模。美国能源部（DOE）的能源效率和可再生能源办公室（EERE）旨在通过研讨会和协作工作来满足利益相关者的需求和研究优先事项。第一次会议于2023年6月在阿贡国家实验室举行，重点是在国家实验室，监管机构，学术界和工业之间进行对话（图第二次会议于2023年11月在国家科学基金会（NSF）国家大气研究中心（NCAR）举行，随后进行了研究进度，并确定了加强行业与科学社区之间合作的挑战。两次会议旨在解决大型海上风能部署的建模，观察和工程挑战，并指导EERE未来几年的研究方向。