教授
客座教授
副教授
助理教授
讲师
高级工程师
工程师
专职科研
博士后



陈桂兴 教授? (Prof. Guixing Chen)
主要从事多尺度天气机制与预报研究。目前聚焦于日变化视角，探索气候变化机理和极端天气成因，提出夏季风气流日变化、中国早晨暴雨等方面的理论模型；研发米级分辨率的局地天气预报系统，进一步研究复杂下垫面上空的中小尺度天气与湍流的相互作用，面向海岸城市开展超高精度数值模拟和观测验证，率先精确模拟了海风锋面三维结构等多种局地气象。系列成果(见页尾) 主要发表在 MWR、JCLI、JGR、GRL等天气/气候学的国际主流期刊，被引用1000余次。
联系方式
通讯地址: 广东省珠海市唐家湾中山大学珠海校区海琴二号A236 (邮编519082)
Email: guixing_chen@yahoo.com
?[CV in English], Google Scholar, ResearchGate
教育和工作经历
2020-至今 ? 中山大学? 教授、博士生导师
2015-2019? 中山大学? 副教授、博士生导师
2006-2015? 日本东北大学地球物理学系? 硕士，博士，研究员
2004-2006? 广东省气象台? 天气预报员
1997-2004? 中山大学大气科学系? 学士，硕士
学术兼职
Advances in Atmospheric Sciences (AAS) Editor
Reviewer for 20+ journals: MWR, JCLI, JGR, GRL, JAS, JHM, JAMC, CD, JMSJ, QJ, IJOC, AAS, JMR, AOSL, MAAP, TAAC, J. Hydrology, Remote Sensing, Remote Sensing Letter, Int. J. Remote Sensing, Scientific Reports, 科学通报.
世界天气研究计划中国委员会委员、中国气象学会热带与海洋气象学委员会委员，广东省气象学会天气学委员会副主任委员、海洋气象委员会、大气物理和大气环境委员会委员。
讲授课程
本科生课程《地球科学概论》(2015-)、《天气学原理》(2020-)、硕士生课程《气候系统与气候变化》(2016-2019)、博士生课程《现代热带气象学》(2018-)
研究领域
多尺度天气机制与预报 (中小尺度气象学、季风降水日变化、极端天气与气候变化、米级分辨率局地天气预报系统研发与应用)

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研究小组的最近进展



?2021.02 在JCLI发表论文：夏季风日变化与东亚雨带的年际和年代际变化存在密切关系
?2021.02?硕士生吴若婷在JCLI发表论文：亚洲季风区的天气状态及其与降水的关系
?2021.01 特聘副研究员刘骞博士在JCLI发表论文：东亚冷空气爆发的多样性及其影响
?2021.01 在"全国中尺度气象学论坛"作学术报告「夏季气流日变化对中国暴雨的影响」PPT文件下载??https://pan.baidu.com/s/1ztOT6-KtgcxbRion375c5A? 提取码:?j3om
?2020.12 应邀在"竺可桢论坛"作学术报告「东亚早晨暴雨走廊的成因机制」PPT文件下载??https://pan.baidu.com/s/1ztOT6-KtgcxbRion375c5A? 提取码:?j3om
?2020.12 举办强对流/降水多尺度机制与预报研讨会 暨 The Fourth Workshop of Severe Weather International Consortium (SWIC)，整个会议录播和PPT文件下载 https://pan.baidu.com/s/1GOxB3WlxTZRndfukqYz7hA?? 密码: cilg??????? 本人报告「季风气流日变化对东亚气候长期变动的贡献」：https://pan.baidu.com/s/1ztOT6-KtgcxbRion375c5A? 提取码:?j3om
?2020.07 在MWR发表合著系列论文：华南海岸对流触发与增长的多尺度机制 [Part 1] [Part 2]
?2020.07 应邀在上海台风研究所作学术报告「海风精细结构的米级分辨率数值模拟和双激光雷达观测」录播和PPT文件下载??https://pan.baidu.com/s/1ztOT6-KtgcxbRion375c5A? 提取码:?j3om
?2020.06 应邀在LASG作学术报告「东亚夏季风气流日变化及其天气气候影响」PPT文件下载??https://pan.baidu.com/s/1ztOT6-KtgcxbRion375c5A? 提取码:?j3om
?2020.06 博士后刘骞在ERL发表论文：夏季极地冷空气团持续减少，导致北半球高温热浪频发
?2020.04 博士后白兰强在GRL发表论文：华南对流触发观测的气候统计 [概念图]
?2020.02 硕士生刘清奕在AAS发表论文：中国北方低温事件的等熵分析
?2020.01 硕士生关佩莹在JCLI发表论文：梅雨暴雨走廊的特征规律和成因机制
?2019.12 硕士生沈易安在JGR发表论文：华南地区MCS的集合预报分析
?2019.11 在JCLI发表独立作者论文：亚洲夏季风日变化：第二类“气泵效应”? [PPT报告]
?2019.11 博士后白兰强在JAMC发表论文：华南对流触发的数据集
?2019.09 在JCLI发表合著论文：不同高度的两类低空急流对南方降水的影响存在明显差异
?2019.09 在Science Advances发表合著论文：全球变暖导致水汽压亏缺，减缓植被生长
?2019.09 博士后白兰强在Science China发表论文：中国热带气旋的龙卷统计
?2019.09 出席WWRP台风项目会议，作邀请报告「台风外围雨带的成因机制」
?2019.08 博士生曾文馨在MWR发表论文：副热带高压等大尺度环流可调节风场日变化，引发早晨暴雨
?2019.08 博士后白兰强获得国家自然科学基金青年基金资助，研究对流触发等课题
?2019.08 三名成员出席AOGS2019，作研究报告(AS33-A011,?AS33-A012, AS31-A008)
?2019.08 美国气象学会中尺度气象会议，发表报告「海岸城市海风锋面的超高分辨率模拟」
?2019.06 在JCLI发表合著论文：海洋盐度可作为东亚夏季降水的前兆因子
?2019.06 博士后刘骞在JGR发表论文，阐明华北大气污染显著受到冷空气团活动的调节
?2019.06 硕士生潘鹤在AAS发表论文，阐明华北降水日变化受局地强迫和夏季风影响
?2019.06 出席第三届强天气国际研讨会，作特邀报告「中尺度对流系统日变化对大尺度环流的响应」[PPT报告]
?2019.02 在JGR发表主著论文：海风锋面三维结构的高精度观测和数值模拟，入选JGR封面论文? [PPT报告]
?2019.02 发表合著论文6篇，涉及梅雨日变化、暖区暴雨、对流触发、城市强风、台风强度、寒潮
?2019.01 访问澳门科技大学，作研究报告「海岸城市天气的米级分辨率数值模拟」

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科研项目 (●在研; ?结题)
??2015-2020 中山大学"****二期"急需青年杰出人才项目。(主持)
● 2018-2021 国家自然科学基金面上项目(**)：华南城市和海岸中小尺度天气的米级分辨率数值模拟与机制研究。(主持)
??2016-2019 国家自然科学基金面上项目(**)：夏季风日变化影响东亚气候年际及年代际变化的物理机制。(主持)
● 2016-2020 国家自然科学基金重点项目(**)：全球变暖背景下南海夏季风系统年代际变化及其机制。(参加)
● 2016-2021 国家重点研发计划(2016YFA**)：中国北方地区极端气候的变化及成因研究。(参加)
? 2010-2020 参加日本超高性能计算革新研究战略计划和Post-K，利用超级计算机"京"从事超高精度天气预报研究。
? 2006-2011 获日本文部科学省国费和东北大学尖端科学国际留学项目IGPAS资助，从事亚洲季风降水日变化研究。
??2005-2009 广东省科技厅重点引导项目：华南地区天气气候异常的机理研究及局地经向环流业务模式的开发。?
主要奖励
日本东北大学藤野先生奖 (2010)

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Publication (corresponding author*, student^#)
Under review or in preparation
Bai, L., G. Chen*, Y. Huang, and Z. Meng, 2021: Convection initiation at a coastal rainfall hotspot in South China: Synoptic patterns and orographic effects. J. Geophys. Res. Atmos., Under review.「海岸对流触发」
Zhang, S., Z. Liang, D. Wang*, and?G. Chen*, 2021: Nocturnal convection initiation over inland South China during a record-breaking heavy rainfall event. Mon. Wea. Rev., Under review.「暖区暴雨对流触发」
Zhu, L., L. Bai, G. Chen, Y.-Q. Sun, and Z. Meng, 2021: Convection Initiation Associated with Ambient Winds and Local Circulations Over a Tropical Island. Geophys. Res. Lett., Under review. 「热带岛屿的对流触发」
Du, Y., Y. Shen, and?G. Chen, 2021: Influence of Coastal Marine Boundary Layer Jets on Rainfall in South China. Mon. Wea. Rev., Under review.「海洋边界层急流及其降水影响」
Zeng, W., G. Chen*, L. Bai, Q. Liu, and Z. Wen, 2021: Multi-scale Processes of Heavy Rainfalls over East Asia in summer 2020: Diurnal Cycle in Response to Synoptic Disturbances. Mon. Wea. Rev., Submitted. 「2020超级梅雨的多尺度机制」
Liu, B., G. Chen*, W. Zeng, L. Bai, and H. Qin, 2021: Diurnal variations of summer monsoon surge and their impacts on East Asian rainfall. J. Climate, Submitted. 「夏季风涌的日变化及其影响」
Liu, Q., and?G. Chen*, 2021: Zonal shift in the cold airmass stream of East Asian winter monsoon. Geophys. Res. Lett., Under review.「东亚冬季风的冷气团通道」
?
2021
Chen, G.*, Y. Du, and Z. Wen, 2021: Seasonal, interannual, and interdecadal variations of the East Asian summer monsoon: A diurnal-cycle perspective. J. Climate,?34 (11), 4403–4421. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-20-0882.1? [PDF]「夏季风气流日变化与东亚旱涝的长期变化」
Wu, R.^#, and G. Chen*, 2021: Contrasting cloud regimes and associated rainfall over the South Asian and East Asian monsoon regions. J. Climate,?34 (9), 3663–3681. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-20-0992.1? [PDF]「亚洲季风区的天气状态及其与降水的关系」
Liu, Q.,?G. Chen*, L. Wang, Y. Kanno, and T. Iwasaki, 2021: Southward cold airmass flux associated with the East Asian winter monsoon: Diversity and impacts. J. Climate, 34 (8), 3239–3254. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-20-0319.1「东亚冷空气爆发的多样性及其影响」
Liu, Q., L. Sheng, and G. Chen, 2021: Climatological intraseasonal oscillation of the summertime haze-fog in eastern China. Atmos. Environ., 244,?117951, https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2020.117951 「中国东部灰霾」
Bai, L., Z. Meng, R. Zhou, G. Chen, N. Wu, and W.-K. Wong, 2021: Radar-based Characteristics and Formation Environment of Supercells in the Landfalling Typhoon Mujigae in 2015. Adv. Atmos. Sci., http://www.iapjournals.ac.cn/aas/en/article/doi/10.1007/s00376-021-1013-2 「登陆台风的超微单体」
2020
Chen, G.*, 2020: Diurnal cycle of the Asian summer monsoon: Air pump of the second kind. J. Climate, 33 (5), 1747–1775. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-19-0210.1? [PDF]「亚洲夏季风日变化：第二类气泵效应」[PPT报告]
Guan, P.^#, G. Chen*, W. Zeng, and Q. Liu, 2020: Corridors of mei-yu-season rainfall over eastern China. J. Climate, 33 (7), 2603–2626. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-19-0649.1? [PDF]「梅雨走廊的日变化和年际变化」[PPT报告]
Bai, L., G. Chen*, and L. Huang, 2020: Convection initiation in monsoon coastal areas (South China). Geophys. Res. Lett., 47 (11), e2020GL087035, https://doi.org/10.1029/2020GL087035? [PDF]「华南对流触发有4个热点区」[概念图]
Bai, L., G. Chen*, and L. Huang, 2020: Image processing of radar mosaics for the climatology of convection initiation in South China. J. App. Meteor. Climatol., 59 (1), 65–81.?https://doi.org/10.1175/JAMC-D-19-0081.1? [PDF]「华南对流触发数据集」
Bai, L., Z. Meng, K. Sueki, G. Chen, and R. Zhou, 2020: Climatology of tropical cyclone tornadoes in China from 2006 to 2018. Sci. China Earth Sci., 63 (1), 37–51. https://doi.org/10.1007/s11430-019-9391-1? [PDF]「中国热带气旋龙卷的气候统计（中文版）」
Du, Y., G. Chen, B. Han, C. Mai, L. Bai, and M. Li, 2020a: Convection initiation and growth at the coast of South China. Part I: Effect of marine boundary-layer jet. Mon. Wea. Rev., 148 (9),?3847–3869. https://doi.org/10.1175/MWR-D-20-0089.1? [PDF]「华南海岸对流触发与增长：海洋边界层急流」
Du, Y., G. Chen, B. Han, L. Bai, and M. Li, 2020b: Convection initiation and growth at the coast of South China. Part II: Effects of terrain, coastline and cold pool. Mon. Wea. Rev.,?148 (9),?3871–3892. https://doi.org/10.1175/MWR-D-20-0090.1? [PDF]「华南海岸对流触发与增长：地形海岸线和冷池」
Shen, Y.^#, Y. Du, and G. Chen, 2020: Ensemble sensitivity analysis of heavy rainfall associated with three MCSs coexisting over southern China. J. Geophys. Res. Atmos., 125, e2019JD031266. https://doi.org/10.1029/2019JD031266? ? [PDF]「暴雨集合预报」
Wu, N., X. Ding, Z. Wen, G. Chen, Z. Meng, L. Lin, and J. Min, 2020: Contrasting the frontal and warm-sector heavy rainfalls over South China during the early-summer rainy season. Atmos. Res., 235, 104693. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2019.104693? [PDF]「暖区暴雨vs锋面暴雨」
Liu, Q., G. Chen*, and T. Iwasaki, 2020: Long-term trends and impacts of polar cold airmass in boreal summer. Environ. Res. Lett., 15, 084042, doi: https://doi.org/10.1088/1748-9326/ab986d? [PDF]「夏季冷空气团与高温热浪」
Liu, Q.^#, Q. Liu, and G. Chen*, 2020: Isentropic analysis of regional cold events over northern China. Adv. Atmos. Sci., 37 (7),?718–734. doi:?https://doi.org/10.1007/s00376-020-9226-3? [PDF]「区域低温事件」
?
2019
Chen, G.*, H. Iwai, S. Ishii, K. Saito, H. Seko, W. Sha, and T. Iwasaki, 2019: Structures of the sea-breeze front in dual-Doppler Lidar observation and coupled mesoscale-to-LES modeling. J. Geophys. Res. Atmos., 124 (5), 2397-2413. https://doi.org/10.1029/2018JD029017? [PDF] (Selected as JGR Cover Image)「海风锋面三维结构的首例精确模拟」[PPT报告]
Zeng, W.^#, G. Chen*, Y. Du, and Z. Wen, 2019: Diurnal variations of low-level winds and precipitation response to large-scale circulations during a heavy rainfall event. Mon. Wea. Rev., 147 (11), 3981–4004. https://doi.org/10.1175/MWR-D-19-0131.1? [PDF]「副热带高压等大尺度环流调节风场和降水日变化」[PPT报告]
Pan, H.^#, and G. Chen*, 2019: Diurnal variations of precipitation over North China regulated by mountain-plains solenoid and boundary-layer inertial oscillation. Adv. Atmos. Sci.,? 36 (8), 863–884. https://doi.org/10.1007/s00376-019-8238-3? [PDF]「华北降水日变化」
Liu, Q., G. Chen*, and T. Iwasaki, 2019: Quantifying the impacts of cold airmass on aerosol concentrations over North China using isentropic analysis. J. Geophys. Res. Atmos., 124 (13), 7308–7326. https://doi.org/10.1029/2018JD029367? [PDF]「冷空气团影响气溶胶变化」
Xiang, J.^#, G. Chen*, P. Jiang, N. Wu, and Z. Wen, 2019: Fine-scale structures and formation of strong winds over a megacity during a cold surge process. Chinese J. Atmos. Sci., 43 (3), 577–597. http://dx.doi.org/10.3878/j.issn.1006-9895.1805.18140? [PDF]「城市街道局地强风」
Du, Y., and G. Chen, 2019: Heavy rainfall associated with double low-level jets over southern China. Part II: Convection initiation. Mon. Wea. Rev., 147 (2), 543–565. https://doi.org/10.1175/MWR-D-18-0102.1 [PDF] (ESI Highly Cited Paper)「双低空急流引发暖区暴雨的对流触发」
Du, Y., and G. Chen, 2019:?Climatology of low-level jets and their impact on rainfall over southern China during early-summer rainy season. J. Climate, 32 (24), 8813–8833. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-19-0306.1? [PDF]「低空急流的气候统计」
Chen, B.^#, H. Qin, G. Chen, and H. Xue, 2019: Ocean salinity as a precursor of summer rainfall over the East Asian monsoon region. J. Climate, 32 (17), 5659–5676. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-18-0756.1? [PDF]「海洋盐度与东亚夏季降水」
Yamaguchi, J., Y. Kanno, G. Chen, and T. Iwasaki, 2019: Cold air mass analysis of the record-breaking cold surge event over East Asia in January 2016. J. Meteor. Soc. Japan, 97 (1), 275–293. https://doi.org/10.2151/jmsj.2019-015? [PDF]「超级大寒潮」
Chen, S., W. Li, Z. Wen, Y. Lu, M. Zhou, Y. Qian, and G. Chen, 2019: Vertical motions prior to the intensification of simulated typhoon Hagupit (2008). J. Geophys. Res. Oceans, 124 (1), 577–592. https://doi.org/10.1029/2018JC014086?? [PDF]「台风快速发展」
Yuan, W., Y. Zheng, S. Piao, P. Ciais, D. Lombardozzi, Y. Wang, Y. Ryu, G. Chen, W. Dong, Z. Hu, A. Jain, C. Jiang, E. Kato, S. Li, S. Lienert, S. Liu, J. Nabel, Z. Qin, T. Quine, S. Sitch, W. Smith, F. Wang, C. Wu, Z. Xiao, and S. Yang, 2019: Increased atmospheric vapor pressure deficit reduces global vegetation growth. Science Advances, 5 (8), eaax1396. https://doi.org/10.1126/sciadv.aax1396? [PDF]「水汽压亏缺减缓全球植被增长」(ESI Hot Paper)
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2017-2018
Chen, G.*, R. Lan, W. Zeng, H. Pan, and W. Li, 2018: Diurnal variations of rainfall in surface and satellite observations at the monsoon coast (South China). J. Climate, 31 (5), 1703–1724. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-17-0373.1? [PDF]「华南降水日变化的主导模态和成因机制」[PPT报告]
Chen, G.*, W. Sha, T. Iwasaki, and Z. Wen, 2017: Diurnal cycle of a heavy rainfall corridor over East Asia.?Mon. Wea. Rev., 145 (8), 3365–3389. https://doi.org/10.1175/MWR-D-16-0423.1? [PDF]「暴雨走廊的日变化机制」[PPT报告]
Jiang, P.^#, Z. Wen, W. Sha, and G. Chen*, 2017: Interaction between turbulent flow and sea breeze front over urban-like coast in Large-Eddy Simulation. J. Geophys. Res. Atmos.,122, 5298–5315. https://doi.org/10.1002/2016JD026247? [PDF]「海风锋面与城市湍流」
Du, Y., and G. Chen, 2018: Heavy rainfall associated with double low-level jets over southern China. Part I: Ensemble-based analysis. Mon. Wea. Rev., 146 (11), 3827–3844. https://doi.org/10.1175/MWR-D-18-0101.1? [PDF]「暴雨集合预报分析」
Cai, Y.^#, X. Lu, G. Chen, and S. Yang, 2018: Diurnal cycles of Mei-yu rainfall simulated over eastern China: Sensitivity to cumulus convective parameterization. Atmos. Res.,? 213, 236–251. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2018.06.003? [PDF]「梅雨日变化模拟」
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2014-2016
Chen, G., and H. Qin, 2016: Strong ocean–atmosphere interactions during a short-term hot event over the western Pacific warm pool in response to El Ni?o. J. Climate, 29 (10), 3841–3865. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-15-0595.1? [PDF]「短期海气相互作用对ENSO的响应」[PPT报告]
Chen, G.*, X. Zhu, W. Sha, T. Iwasaki, H. Seko, K. Saito, H. Iwai, and S. Ishii, 2015b: Toward improved forecasts of sea-breeze horizontal convective rolls at super high resolutions. Part II: The impacts of land use and buildings. Mon. Wea. Rev., 143 (5), 1873–1894. https://doi.org/10.1175/MWR-D-14-00230.1? [PDF]「水平对流卷的成因机制」[PPT报告]
Chen, G.*, X. Zhu, W. Sha, T. Iwasaki, H. Seko, K. Saito, H. Iwai, and S. Ishii, 2015a: Toward improved forecasts of sea-breeze horizontal convective rolls at super high resolutions. Part I: Configuration and verification of a Down-Scaling Simulation System (DS³). Mon. Wea. Rev., 143 (5), 1849–1872. https://doi.org/10.1175/MWR-D-14-00212.1 (press release online)? [PDF]「米级分辨率的局地预报系统」[PPT报告]
Chen, G.*, W. Sha, T. Iwasaki, H. Seko, and K. Saito, 2014c: A building-resolving simulation of sea breeze over Sendai downtown with a parallelized CFD model. SENAC, 47 (1), 7-12. [PDF]
Chen, G.*, T. Iwasaki, H. Qin, and W. Sha, 2014b: Evaluation of the warm-season diurnal variability over East Asia in recent reanalyses JRA-55, ERA-Interim, NCEP CFSR, and NASA MERRA. J. Climate, 27 (14), 5517–5537. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-14-00005.1? [PDF] (Download Reanalysis Data)「全球再分析资料的性能检验」
Chen, G.*, R. Yoshida, W. Sha, T. Iwasaki, and H. Qin, 2014a: Convective instability associated with the eastward-propagating rainfall episodes over eastern China during the warm season. J. Climate, 27 (6), 2331–2339. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-13-00443.1? [PDF]「中国东移降水事件的成因机制」
Zhu, X., G. Chen*, W. Sha, T. Iwasaki, W. Li, and Z. Wen, 2014: The role of rapid urbanization in surface warming over eastern China. Int. J. Remote Sensing, 35 (24), 8295–8308. http://doi.org/10.1080/**.2014.985397? [PDF]「城市化影响」
Qin, H., G. Chen, W. Wang, D. Wang, and L. Zeng, 2014: Validation and application of MODIS-derived SST in the South China Sea. Int. J. Remote Sensing, 35 (11-12), 4315–4328. http://doi.org/10.1080/**.2014.916439? [PDF]「海温卫星遥感」
温之平, 吴乃庚, 陈桂兴. 2016: 南海夏季风爆发早晚的经向环流异常的机理研究. 大气科学, 40 (1): 63–77. http://doi.org/10.3878/j.issn.1006-9895.1508.15204?? [PDF]
?
2009-2013
Chen, G.*, W. Sha, M. Sawada, and T. Iwasaki, 2013: Influence of summer monsoon diurnal cycle on moisture transport and precipitation over eastern China. J. Geophys. Res. Atmos., 118, 3163–3177. https://doi.org/10.1002/jgrd.50337? [PDF]「季风气流日变化的气候影响」[PPT报告]
Chen, G.*, W. Sha, T. Iwasaki, and K. Ueno, 2012: Diurnal variation of rainfall in the Yangtze River Valley during the spring-summer transition from TRMM measurements. J. Geophys. Res. Atmos., 117, D06106. https://doi.org/10.1029/2011JD017056? [PDF]「长江流域降水日变化」
Chen, G.*, W. Sha, and T. Iwasaki, 2009b: Diurnal variation of precipitation over southeastern China: 2. Impact of the diurnal monsoon variability. J. Geophys. Res. Atmos., 114, D21105. https://doi.org/10.1029/2009JD012181? [PDF]「季风气流日变化的概念提出」
Chen, G.*, W. Sha, and T. Iwasaki, 2009a: Diurnal variation of precipitation over southeastern China: Spatial distribution and its seasonality. J. Geophys. Res. Atmos., 114, D13103. https://doi.org/10.1029/2008JD011103? [PDF]「中国降水日变化的客观分类和季节变化」
Saito, K., T. Tsuyuki, H. Seko, F. Kimura, T. Tokioka, T. Kuroda, L. Duc, K. Ito, T. Oizumi, G. Chen, J. Ito, and SPIRE Field 3 Mesoscale NWP group, 2013: Super high-resolution mesoscale weather prediction. J. Physics: Conf. Ser., 454, 012073. http://doi.org/10.1088/1742-6596/454/1/012073? [PDF]「超高分辨率天气预报」
Li, W., S. Chen, G. Chen, W. Sha, C. Luo, Y. Feng, Z. Wen, and B. Wang, 2011: Urbanization signatures in strong versus weak precipitation over the Pearl River Delta metropolitan regions of China. Environ. Res. Lett., 6, 034020. http://doi.org/10.1088/1748-9326/6/3/034020? [PDF]「城市化影响降水」
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Before 2008
陈桂兴*, 林良勋, 冯业荣, 林钢, 袁卓建, 2007: 数值剖析0411号热带气旋位置不连续变化和强度突变. 气象学报, 65 (4), 579–588.?? [PDF]
陈桂兴*, 冯业荣, 袁卓建, 魏清, 2007: 2003年天气气候异常灾害机理的定量分析II--黄淮秋汛. 热带气象学报, 23 (4), 349–355.? [PDF]
陈桂兴*, 魏清, 黎伟标, 简茂球, 袁卓建, 2005: 2003年天气气候异常灾害机理的定量分析I--夏季淮河流域洪涝和南方酷暑. 热带气象学报, 21 (1), 44–54.?? [PDF]
Chen, G., W. Li, Z. Yuan, and Z. Wen, 2005: Evolution mechanisms of the intraseasonal oscillation associated with the Yangtze River Basin flood in 1998. Sci. China Earth Sci., 48 (7), 957–967. doi:10.1360/03yd0278 「1998年长江流域特大洪水的低频振荡 (中文版)」? [PDF]
陈桂兴*, 袁卓建, 梁建茵, 覃慧玲, 温之平, 2004: 南海夏季风经向环流的20年平均4～6月演变机制. 气候与环境研究, 9 (4), 605–618.? [PDF]
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主要科学贡献
一、着眼于季风气流日变化，研究亚洲气候及其变动机制
???????日变化现象是地球气候系统的最基本周期信号，体现对太阳辐射强迫的响应。受海陆地形等下垫面热力差异的影响，亚洲季风区气温、风场、湿度、云和降水等要素呈现出显著的日变化现象。研究季风区的日变化现象和机制，是提升天气气候系统的科学认识和预测能力的重要科学问题（图1）。利用各类观测和数值模拟资料，围绕亚洲季风日变化及其天气气候影响开展深入分析，取得以下研究成果。
1.1 客观揭示中国降水日变化的复杂特征，阐明不同地区的主导模态
?????? （1）阐明中国降水日变化的客观分类、空间分布和季节变化，揭示早晨降水随夏季雨带北移 (Chen et al. 2009a JGR)。（2）统计长江流域降水系统的时空尺度和移动速度，表明长江中上游的夜间降水由移动性降水事件造成，而长江下游的早晨降水对应于局地活跃的梅雨锋雨带，是形成异常旱涝的关键因素 (Chen et al. 2012 JGR)。（3）分析华南降水日变化的复杂特征和成因，揭示三种模态 (海岸早晨降水、内陆午后局地降水、移动性夜间降水) 竞争控制降水日变化的空间分布、季节变化和年际变动，季风气流切变和海陆风共同影响海岸降水 (Chen et al. 2018 JCLI)。（4）定量揭示出华北降水日变化受大尺度季风气流与区域强迫(边界层惯性振荡和山谷风环流)的贡献大小，发现边界层惯性振荡对华北平原的凌晨降水和传播现象起主导作用，且在季风活跃期的效率倍增 (Pan and Chen 2019 AAS)。
1.2 提出季风气流夜间加速概念和第二类“气泵效应”，揭示其对水分平衡和降水日变化的影响
?????? （1）阐明东亚夏季风气流夜间加速现象，较好解释了中国降水早晨峰值的成因 (Chen et al. 2009b JGR)。揭示活跃的季风气流伴随着风场日变化振幅的增强，对水汽输送辐合和降水日变化起关键贡献，成为影响东亚气候的重要驱动力 (Chen et al. 2013 JGR)。（2）揭示夜间加强的季风气流能起到大尺度的气泵作用，能把大量水汽从热带输送到副热带地区，加强喜马拉雅山脚和中国东部平原的凌晨降水，增强夏季风经向环流的北部上升支。这种过程的物理机制、峰值时间和影响区域区别于早前所知的午后峰值上坡风和热对流（感热气泵），可被称为第二类“气泵效应” (Chen 2020 JCLI)。白天和夜间气泵共同构成季节气泵，驱动亚洲夏季风系统。（3）参加JRA-55评价计划，综合评估全球再分析资料表征季风区日变化的能力，为改善气候模式和再分析资料应用提供重要信息 (Chen et al. 2014b JCLI)，入选再分析资料库的关键参考论文。
二、着眼于日变化过程，研究暴雨、强对流等极端天气的成因机制
?????? 日变化过程体现了短时间尺度的动力热力强迫，还可直接调节中尺度对流系统的发生发展（图1），影响暴雨、强对流、龙卷等极端天气的发生时间和地点。基于高分辨率观测和数值模拟，研究各类灾害性天气的活动特征、演变规律和成因机制，特别关注日变化过程的贡献，提升对极端灾害的科学认识和预报能力。
2.1 提出季风日变化的“白天蓄能-夜间释放”机制，揭示了梅雨锋早晨暴雨的成因
?????? （1）研究中国东部移动性降水事件的对流不稳定能量平衡，指出低空急流输送水汽产生夜间抬升层的CAPE，有利于对流系统的夜间发展东移 (Chen et al. 2014a JCLI)。（2）阐明伴随季风气流日变化的“白天蓄能–夜间释放”机制：白天暖湿能量在华南堆积且低空风速偏弱; 夜间华南上空的季风气流加速，显著增强华中地区的水汽输送、辐合抬升和对流不稳定（夜间高架对流），在同一纬度地带激发多个MCSs，反复发生的早晨暴雨走廊事件能造成我国特大洪水 (Chen et al. 2017 MWR)。（3）揭示早晨暴雨的多尺度机制，发现副热带高压等大尺度环流可调节风场日变化，控制中尺度对流系统的发生发展，影响暴雨的发生时间和具体落区 (Zeng, Chen, Du and Wen 2019 MWR)。（4）统计了造成持续性洪涝的梅雨暴雨走廊事件，揭示其降水日变化和年际变化，阐明季风气流日变化和大气环流的相应贡献 (Guan, Chen, Zeng and Liu 2020 JCLI)。
2.2 研究低空急流多样性，揭示了华南暖区暴雨的成因
?????? （1）基于集合预报分析发现，华南暖区暴雨可预报性相对锋面暴雨更低。天气尺度低空急流 (SLLJ) 与锋面暴雨相关，而南海北部的边界层急流 (BLJ) 与沿海暖区暴雨关系密切 (Du and Chen 2018 MWR; Shen, Du and Chen 2020 JGR)。（2）揭示了华南暖区暴雨的对流触发机制，提出双低空急流的新理论模型：BLJ出口区的低层辐合和SLLJ入口区的中低层辐散出现耦合配置，加强沿海地区的中尺度抬升和水汽辐合，激发新的对流系统。双低空急流在半夜到凌晨最强，造成华南沿海的早晨暴雨 (Du and Chen 2019 MWR)。（3）气候统计表明，两类低空急流对华南降水分布具有不同影响，其影响机理与地形作用、天气扰动和水汽输送过程密切相关 (Du and Chen 2019 JCLI)。
2.3 基于雷达观测，揭示对流触发的气候统计和成因机制
?????? （1）制成了华南对流触发的首个资料库，为研究对流触发的气候统计、成因机制和评估数值模式等提供关键信息 (Bai, Chen and Huang 2020 JAMC)。（2）气候统计表明，华南海岸存在四个对流触发热点，位于海岸山脉迎风侧和附近海面。对流触发还呈现明显的空间分布、日变化和季节变化，与海陆差异、地形、季风气流、海陆风、降水等有密切关系 (Bai, Chen and Huang 2020 GRL)。
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三、超高精度天气预报和中小尺度气象研究
??????越来越精细的天气预报是未来发展趋势。其中，如何提高影响城市的中小尺度灾害性天气的预报准确率，是最前沿的挑战之一。通过研发超高分辨率的数值天气预报系统，针对中小尺度天气开展超大规模的模拟试验、观测验证和机理分析，有助于推动超高精度天气预报的发展。未来，将天气预报和灾害预警精确到整个城市的每个街道和每栋建筑。
3.1 米级分辨率局地天气预报系统的研发与验证
?????? （1）参加日本革新研究战略计划 (Saito et al. 2013)，负责创建了一套先进的多尺度嵌套数值预报系统，能对实际天气现象进行米级分辨率的中尺度数值模拟 (Chen et al. 2015a MWR)。该系统整合多种最新数值技术 (中尺度气象模式、高分辨数据同化、集合预报、CFD模式、基于超级计算机的大规模并行计算等)，能直接分辨复杂地形和每个建筑物；计算区域可达数十公里，能覆盖整个大城市 (图2)。该系统为预报中小尺度天气和研究都市建筑群天气影响提供了新概念，已成功模拟多种实际天气过程，包括模拟了Horizontal Convective Rolls (HCRs)，与激光雷达及直升机观测相一致 (Chen et al. 2015a MWR)。（2）利用湍流扰动方案，模拟出海岸城市有组织湍流的快速发展，揭示其与海风锋面的相互作用，调节局地天气变化 (Jiang et al. 2017 JGR)。
3.2 基于超高分辨率数值模拟，研究中小尺度气象机制
?????? （1）深入考察小尺度下垫面及建筑物对HCRs发生发展的详细影响，发现实际的复杂地面状况通过调节边界层热力扰动、动力反馈、湍流能量产生及传输，可显著调整对流形态和结构 (Chen et al. 2015b MWR)。（2）成功实现了世界首例的对实际观测海风锋面三维结构的超高分辨率精确模拟，为加深了解海风锋面结构、动力学机制、污染物扩散等提供参考，入选JGR封面论文 (图3，Chen et al. 2019 JGR)。（3）成功模拟了大型城市建筑群引起的局地强风，并揭示其三维结构和成因机制 (Xiang et al. 2019)。

四、天气气候的跨尺度链接研究
?????? 跨尺度现象和链接是天气气候系统的关键机制，对天气预报和短期气候预测有重要意义。通过研究天气尺度扰动、季节内振荡、年际变化等多尺度现象的相互作用和物理机制，进而阐明极端天气事件和短期气候变化的可预测性。
4.1 热带海洋大气相互作用
?????? （1）揭示厄尔尼诺现象在中太平洋产生5-8天周期的有组织深厚对流，对流遥强迫在西太平洋激发短期海洋大气相互作用，形成20-30天周期的季节内振荡，调节区域短期气候 (Chen and Qin 2016 JCLI)。（2）阐明热带海洋大气相互作用对亚洲季风区水循环的影响，揭示春季西太平洋盐度可作为夏季降水预测的前兆信号 (Chen et al. 2019 JCLI)。
4.2 定量分析冷空气团及其影响
?????? （1）基于冷空气团等熵分析法，考察了与冷空气团活动有关的天气扰动和季节内振荡，揭示冷空气团进退是大气污染消散和恢复的关键机制 (Liu, Chen and Iwasaki 2019 JGR)。（2）定量分析了冷空气团的移动演变和物理过程，揭示区域极端低温和破纪录寒潮事件的成因机制 (Yamaguchi et al. 2019 JMSJ; Liu, Liu and Chen 2020 AAS)。（3）研究夏季极地冷空气团的长期趋势，揭示其“空调”冷却效应的减弱可造成北半球升温趋势和高温热浪的加剧 (Liu, Chen and Iwasaki 2020 ERL)。
(最近更新：2021年4月)