项目5：风资源评估：北半球地面风速和风功率密度的多套再分析资料评估

项目大纲：

风能作为一种重要的可再生能源，在世界各地得到了迅速的发展，并逐渐走向工业化和大规模利用。风力发电在全球可再生能源发电总量中仅次于水力发电，位居第二。北半球拥有北美、欧洲和亚洲三个世界最大的风电市场，然而近年来，由于全球变暖，北半球可利用风能资源大量减少。北半球的风能资源变化非常易受气候变化的影响，而风力发电只有在稳定的风速条件下才能进行，强风速可能会导致风力发电设备的损坏和各种各样的安全问题，风速减小会使很多地区的电力供应受到限制，对日常生活和经济产生很大的不利影响。 

项目意义：

因此，为了实现电力的经济生产，需要对这些区域的风能资源进行详细的研究，观测数据的采样限制使学者们通常使用再分析数据来进行研究。以往的研究证明，再分析数据不可能在所有地区或所有时期都表现良好。因此，我们需要对再分析数据集在北半球的适用性进行评估，这对于风能资源的开发以及全球和区域气候研究都具有重要的意义。

数据介绍：

观测资料：NCEI-CMDC数据集（10米风速，1038个站点，时间1980-2016年）

再分析资料：ERA-Interim，JRA-55，CFS，MERRA-2（10米风速，时间1980-2016年）

学习内容和方法应用：

1.风功率密度的计算

2.空间插值法

3.基本统计和误差分析 （包括偏差，标准差，相关系数，均方根误差，线性趋势等统计分析方法）

4.时间平均和空间平均过程及优化

项目结果：

从气候平均、年平均、季节平均三个时间尺度，从整个北半球及三个不同区域（北美洲，亚洲，欧洲）的空间尺度，分析北半球陆地地面风速和风功率密度的时空变化特征，并评估再分析资料的风速和风功率密度在北半球的适用性，最后完成论文/摘要的撰写。

指导老师：中国科学院研究员/博士生导师

指导学生数目： 3-4人

时间长度：四周  （每周三天）

项目地点：中国北京   

项目费用：4万5千人民币

早报：4万人民币

（6月16日前报名）

项目6：城市化对粤港澳大湾区风场影响的模拟分析

项目大纲：

数值模式(Numerical Model)是目前大气科学研究的主要工具之一，数值模式的出现可以追溯到1950年Charney、Fjørtoft和Von  Neumann第一次使用电子计算机求解大气运动方程进行数值天气预报。经过半个多世纪的发展，数值模式计算的精度和准确度不断提高，已成为天气预报和气候预测不可或缺的技术手段。城市化（urbanization）过程包括人口职业的转变、产业结构的转变、土地及地域空间的变化。根据设在城区和其周围郊区的气象站同时间观测资料表明，城市气候与郊区相比有“热岛”、“干岛”、“湿岛”、“浑浊岛”和“雨岛”等“五岛”效应。随着社会的发展，城市化加快成为许多国家和地区的现状及趋势，大规模城市集群的形成也势必会使区域气候发生变化。

项目意义：

WRF区域天气模式在是全世界性能最先进、应用最广泛的天气模式，在数值天气预报、台风、洪水、气溶胶研究等方面有普遍应用。以WRF为例，学习体会数值模型对大气运动和变化的模拟过程。学习科学实验的设计思路，通过模拟不同规模城市化下粤港澳大湾区风场的变化，对人类活动影响自然有更加深刻的认识。

实验设计：

实验1：将下垫面设置为1980年（城市化前）土地利用状况。

实验2：将下垫面设置为2015年（城市化后）土地利用状况。

项目结果：

分析2个实验结果之间的差，得到粤港澳大湾区近地面风场对城市化的响应结果。实验的背景气象场为2015年6月（粤港澳大湾区雨季）和2015年12月（粤港澳大湾区旱季）。完成论文/摘要的撰写。

指导老师：中国科学院研究员/博士生导师

指导学生数目： 3-4人

时间长度：四周  （每周三天）

项目地点：中国北京   

项目费用：4万5千人民币

早报：4万人民币

（6月16日前报名）

项目7：雾霾和肺功能相关的死亡率的相关分析

About： 

Students will involve every step of the following things, including proposed appropriate scientific hypothesis, carry on literature review on similar topics, identify data, learn the statistical model, identify the appropriate model based on available data, and carry the analysis using statistical software, and interpret the analysis results, and write study report independently. Students could team up together to work on one project, so that they could stimulate each other by interacting and bouncing back-and-forth research ideas.

Data:  

Advisor and students ‘parents will work together to find the data, including the air pollution data (PM2.5, SO2, and etc.), meteorological data (wind speed, temperature, humidity, and etc.), and health data, integrated in the same scale of geographical grid and time.  Depend on availability, it could be city-level aggregate data or individual-level data in a specific city or hospital. The student needs to learn R or Splus (statistical software) to be able to finish this project.

Model: 

Once the data is identified, then we will determine the appropriate statistical models to do this associational study. Mainly, they are techniques for exploratory data analysis and confirmatory data analysis, in particular under Generalized linear regression (GLM) framework. Remark that, depend on the study’s primary and secondary outcomes, we will do a set of appropriate models to address the hypothesis, such as logistic regression, Poisson regression, and linear regression with full confounding adjustments.

Goal:  

literature review +Analysis+ result reporting + drafting the research report

指导老师：美国大学教授/博士生导师

指导学生数目： 2-3人

时间长度：四周  （每周三天）

项目地点：中国北京+远程   

项目费用：5万人民币

早报：4.5万人民币

（6月16日前报名）

项目8：糖尿病药梵蒂雅（Avandia, 医学药名：Rosiglitazone ）上市后安全性评估

About：

Students will involve every step of the following things, including proposed appropriate scientific hypothesis, carry on literature review on similar topics, identify data, learn the statistical model, identify the appropriate model based on available data, and carry the analysis using statistical software, and interpret the analysis results, and write study report independently. Students could team up together to work on one project, so that they could stimulate each other by interacting and bouncing back-and-forth research ideas.

Data:  

Advisor and students’ parents will work together to find the appropriate data, the study-level data from randomized clinical trials. Advisor will provide some reference data from US to start the project. If student and their parents could find associated data from China, it will be great, which will definitely make this research project more interesting. The student need to learn R or Splus (statistical software) to be able to finish this project.

Model:  

Advisor will guide the students on data formatting, Meta-analysis methods, and appropriate statistical models to do this research project. The techniques of both exploratory data analysis and confirmatory data analysis will be implemented in this project under general Meta analysis framework. Remark that, depend on the study’s primary and secondary outcomes, we will do a set of appropriate models to address the hypothesis, such as fixed effect Meta analysis, random effect Meta analysis, and Cochrane Heterogeneity test.

Goal: 

literature review +Analysis+ result reporting + drafting the research report

指导老师：美国大学教授/博士生导师

指导学生数目： 2-3人

时间长度：四周  （每周三天）

项目地点：中国北京+远程   

项目费用：5万人民币

早报：4.5万人民币

（6月16日前报名）