今天，我们为大家解析的是科隆大学博士研究项目。
“PhD position on energy transfers across scales in convective storms (f/m/x) Wiss2508-15 | Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Institute for Geophysics and Meteorology”
学校及专业介绍
学校概况
慕尼黑大学（简称LMU）位于德国巴伐利亚州首府慕尼黑，是德国历史最悠久的大学之一，始建于1472年，拥有超过550年的悠久历史。作为欧洲顶尖高校，LMU在2023年QS世界大学排名中位列第59位，在德国高校中名列前茅。
LMU拥有18个学院，涵盖从人文科学到自然科学和医学的广泛学科，在校学生约52,000名，其中包括来自130多个国家的9,000多名国际学生，是德国规模最大的高校之一。
院系介绍
科隆大学地球科学系(Department of Geosciences)是该校数学与自然科学学院的六个系之一，由地理学研究所、地质学和矿物学研究所以及地球物理和气象学研究所组成，共有22个教授职位。地球科学系以"环境动力学与全球变化"为主题，在气候变化、灾害研究以及地球结构和发展等关键地球科学问题上具有重要地位。
地球物理与气象学研究所拥有一支由国际知名学者组成的教授团队，研究方向包括应用地球物理学、空间物理学、大气水循环与遥感、气象观测利用、大气建模、规模自适应参数化与评估、云模式分析与风暴研究以及地球科学数据同化等领域。研究所与德国和国际多个科研机构保持密切合作，参与多个大型研究项目，如跨区域合作研究中心32项目（TR32：土壤-植被-大气系统中的模式）等。
招生专业介绍
本次招生的博士项目聚焦于"对流风暴中的跨尺度能量传输研究"(Energy Transfers Across Scales in Convective Storms)，由科隆大学地球物理与气象学研究所开设。该项目旨在通过研究对流系统中能量在不同空间尺度间的传输过程，更好地理解驱动风暴发展和增强的物理机制。
科隆大学地球物理与气象学研究所(Institute for Geophysics and Meteorology)是该校数学与自然科学学院地球科学系下的三大研究所之一。研究所的研究领域广泛，从应用地球物理勘探到大气状态（天气和气候），再到太阳系和系外行星与卫星的探索。研究所提供"地球物理学与气象学"本科课程以及"地球与大气物理学"硕士项目，为学生提供扎实的专业基础知识和研究技能培训。
该博士项目由Nikki Vercauteren教授领导，她是科隆大学数据同化与地球科学研究组的负责人，主要研究大气边界层、湍流动力学和多尺度大气现象。Vercauteren教授在大气科学领域拥有丰富的研究经验，曾在柏林自由大学和奥斯陆大学担任教职，发表了多篇关于大气湍流和对流系统的高水平学术论文。
申请要求
1.学术背景要求：
- 申请者需具备气象学、大气科学、物理学、应用数学或相关领域的硕士学位。
2.专业经验要求：
- 具备大气建模或大气数据分析经验
- 掌握边界层气象学或大气对流知识将是优势
- 精通科学编程（如Python、Fortran/C++、高性能计算）
- 具有ICON模拟或大涡旋模拟(Large Eddy Simulations)经验者优先，但非必须
项目特色与优势
1.研究特色：
- 专注于对流系统中跨空间尺度的能量传递诊断
- 通过数值模拟研究风暴发展和强化的物理机制
- 分析行星边界层内能量的垂直和水平重分布
- 识别风暴强化的早期指标
2.项目优势：
- 加入拥有强大国际合作网络的动态研究团队
- 提供灵活的工作时间模式和远程工作机会
- 完善的职业发展培训和健康管理服务
- 薪资基于德国公共部门薪酬标准(13 TV-L)
- 工作稳定性高，合同期至2028年12月31日
有话说
项目理解
- 交叉学科该项目位于大气科学、流体力学和能量物理学的交叉领域，融合了气象学、计算流体力学和尺度转换理论，通过多学科方法探究对流风暴系统内能量传递的复杂机制，为理解和预测极端天气事件提供科学基础。
- 研究目标项目核心目标是诊断对流系统中能量在不同空间尺度间的传输过程，阐明驱动风暴发展和增强的物理机制，特别关注能量在行星边界层内垂直和水平方向的再分配，最终建立风暴强度变化与能量传输模式间的关联，为极端气象事件的早期预警提供理论基础。
- 技术手段项目采用数值模拟与能量传输诊断相结合的研究方法，利用高分辨率大气模型（如ICON模型）进行对流风暴的数值模拟，应用能量转换分析技术研究惯性（机械）和糖尿（热力学）能量传输的空间组织和时间演变，结合观测数据与模拟结果进行验证与分析。
- 理论贡献项目将深化对大气对流多尺度能量传输过程的理解，揭示边界层动力学与对流发展的关联机制，完善对流风暴的物理参数化方案，改进天气和气候模型中对极端对流事件的表征，为大气科学中的尺度互动理论提供新见解，促进对流系统预报能力的提升。
- 应用价值研究成果将直接应用于改进极端天气预报系统，提高对暴雨、雷暴等灾害性天气的预警能力，为气象部门、防灾减灾机构提供决策支持，同时为理解气候变化背景下对流风暴特征的变化提供科学依据，进而为社会经济活动、农业生产和城市规划等提供气象支持。
创新思考
- 前沿方向：可拓展研究机器学习与对流风暴能量诊断的结合，利用深度学习方法从海量模拟和观测数据中识别能量传输的关键模式，探索气候变化背景下对流风暴能量特征的演变规律，发展新型数据同化技术优化风暴能量分析，构建多尺度能量传输的理论框架。
- 技术手段引入高性能计算与GPU加速技术提高模拟分辨率和效率，开发自适应网格技术捕捉对流风暴中的细微结构，结合多源遥感数据（卫星、雷达、飞机观测）创建综合观测系统，利用机器学习算法自动识别和追踪能量传输模式，研发基于量子计算的流体模拟方法提升计算能力。
- 理论框架构建跨尺度能量级联的统一理论框架，整合大气边界层湍流理论与深对流动力学，发展考虑尺度交互的新型对流参数化方案，建立风暴生命周期中能量传输与强度变化的定量关系模型，完善对流系统中能量转换的多物理过程表达，为天气和气候模型提供更准确的物理描述。
- 应用拓展将研究成果扩展至其他行星大气对流系统研究，如木星和土星大气中的大型风暴，将能量传输诊断技术应用于海洋-大气相互作用研究，开发面向风能产业的风资源评估和预报工具，构建基于能量特征的对流风暴灾害风险评估系统，为城市规划和基础设施建设提供科学依据。
- 实践意义提高极端天气预报准确性和提前量，降低气象灾害造成的经济损失和人员伤亡，为防灾减灾提供科学决策支持，优化可再生能源发电调度和管理，提升农业生产对极端天气的应对能力，推动建立更加完善的气象灾害预警和应急响应机制。
- 国际视野加强与世界气象组织、欧洲中期天气预报中心等国际机构的合作，推动建立全球对流风暴能量传输研究网络，参与国际大型野外观测计划获取高质量数据，将研究成果纳入国际气候变化评估报告，通过开放数据和开源模型促进全球合作，提高发展中国家应对极端天气的能力。
- 交叉创新将能量传输研究与气候变化科学相结合，探索全球变暖对风暴能量特性的影响，融合大气科学与生态学研究对流风暴对生态系统的影响，结合城市气象学分析城市热岛效应对局地对流的调制，与水文学交叉研究极端降水与洪涝风险，探索大气电学与风暴能量传输的关联。
- 其他创新点发展考虑能量传输的多尺度数据同化方法，构建风暴能量指纹识别技术用于极端事件归因，研究云微物理过程与能量传输的相互作用，探索量子力学在大气湍流描述中的应用，开发基于能量传输特征的新型风暴分类系统，建立能量传输与闪电活动的关联模型，推动气象预报向更精细的能量预报转变。
博士背景
David，美国top10学院地理系博士生，专注于城市地理学和可持续发展研究。擅长运用地理信息系统(GIS)和空间大数据分析技术，探索全球化背景下的城市空间结构演变。在研究气候变化对城市韧性影响方面取得重要突破。曾获美国地理学会学生论文奖和ESRI青年学者奖。研究成果发表于《Annals of the American Association of Geographers》和《Urban Studies》等顶级期刊。擅长地理学相关领域的文书写作辅导，熟悉相关领域的PhD申请流程及技巧。
【竞赛报名/项目咨询+微信：mollywei007】
