陈桂兴 (Dr. Guixing Chen),理学博士、副教授、博士生导师。陈桂兴照片

联系方式
通讯地址: 广州市新港西路135号中山大学大气科学学院 (邮编510275)
Email: guixing_chen@yahoo.com
ResearchGate:
https://www.researchgate.net/profile/Guixing_Chen

教育和工作经历
2015-至今  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  修士,博士 (2011),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
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、海洋气象委员会委员。担任20多个国际学术期刊的评审员:JGR, Climate Dyn., J. Climate, Mon. Wea. Rev., J. Atmos. Sci., JAMC, J. Hydrometeor., J. Hydrology, JMSJ, QJ, Int. J. Climatol., AAS, JMR, AOSL, MAAP, MDPI-Climate, Remote Sensing, Remote Sensing Letter, Int. J. Remote Sens., 科学通报.

What’s New
 2019.02.07 发表主著论文「海风锋面的激光雷达观测和超高分辨率数值模拟」 
2019.02.07 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
2019.01.07 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」(下载PPT)
2018.12.03 出席广东省气象学会天气委员会,作研究报告「广东降水日变化」(下载PPT
2018.10.28 出席青年地学论坛,作特邀报告「与日变化有关的暴雨事件的数值模拟」(
下载PPT
2018.10.24 出席中国气象学会年会,作特邀报告「东亚季风降水日变化研究的近年进展」(
下载PPT

2018.07-09 受JASSO资助,短期访问日本东北大学
2018.02.14 发表主著论文-广东降水日变化的特征与机制(新闻链接
2017.06.09 发表主著论文-季风夜间加速可激发早晨暴雨走廊事件,造成长江流域特大洪水(新闻链接
2017.05.10 发表合著论文-海风锋面与湍流碰撞,形成三维结构影响沿海城市天气(新闻链接

讲授课程
本科生课程《地球科学概论》、硕士生课程《气候系统与气候变化》、博士生课程《现代热带气象学》

研究领域
多尺度天气机制与预报(米级分辨率局地天气预报系统研发与应用、中小尺度气象学、季风日变化与区域气候)

研究团队现有博士后2人和硕士博士生7人,关注从微尺度局地气象、中小尺度天气系统到大尺度气候变化的交叉链接。欢迎加入我们,攻读硕士/博士学位,或开展博士后/特聘研究员工作

科研项目 (在研; ◼结题)
2015-2020 中山大学"百人计划二期"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(41775094):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(41575068):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(41530530):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(2016YFA0600704):中国北方地区极端气候的变化及成因研究。(参加)
2011-2022 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)


主著论文 (通信作者标注*)

17. 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. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 124, https://doi.org/10.1029/2018JD029017海风锋面三维结构的激光雷达观测和超高分辨率模拟」

16. 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). Journal of Climate, 31 (5), 17031724. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-17-0373.1「广东降水日变化的特征和成因」(中文介绍)

15. Chen, G.*, W. Sha, T. Iwasaki, and Z. Wen, 2017: Diurnal cycle of a heavy rainfall corridor over East AsiaMonthly Weather Review, 145 (8), 3365–3389. https://doi.org/10.1175/MWR-D-16-0423.1「季风气流日变化激发夜间暴雨走廊,引发长江流域特大洪水」(中文介绍)

14. 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 Niño. Journal of Climate, 29 (10), 3841–3865. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-15-0595.1「海洋大气多尺度相互作用对ENSO的响应」(中文介绍)

13. 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. Monthly Weather Review, 143 (5), 1873–1894. https://doi.org/10.1175/MWR-D-14-00230.1「边界层对流的精确模拟与成因」

12. 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). Monthly Weather Review, 143 (5), 1849–1872. https://doi.org/10.1175/MWR-D-14-00212.1「米级分辨率天气预报系统的构建与验证」(新闻发布)

11. 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. Journal of Climate, 27 (14), 55175537. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-14-00005.1「新一代全球再分析资料的性能检验,入选主要参考论文」(再分析资料下载)

10. 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. Journal of Climate, 27 (6), 23312339. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-13-00443.1「夜间对流的不稳定能量」

9. Chen, G.*, W. Sha, M. Sawada, and T. Iwasaki, 2013: Influence of summer monsoon diurnal cycle on moisture transport and precipitation over eastern China. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 118, 31633177. https://doi.org/10.1002/jgrd.50337「季风日变化的气候影响」

8. 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. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 117, D06106. https://doi.org/10.1029/2011JD017056「长江流域降水日变化」

7. Chen, G.*, W. Sha, and T. Iwasaki, 2009b: Diurnal variation of precipitation over southeastern China: 2. Impact of the diurnal monsoon variability. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 114, D21105. https://doi.org/10.1029/2009JD012181「季风日变化的概念」

6. Chen, G.*, W. Sha, and T. Iwasaki, 2009a: Diurnal variation of precipitation over southeastern China: Spatial distribution and its seasonality. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 114, D13103. https://doi.org/10.1029/2008JD011103 「中国降水日变化的客观分类」

5. 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), 579588. 

4. 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), 349355.

3. 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), 4454. 

2. 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. SCIENCE CHINA Earth Sciences, 48 (7), 957967. doi:10.1360/03yd0278 (中文版)1998年长江大洪水的低频振荡」

1. 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46月演变机制. 气候与环境研究, 9 (4), 605618. 


合著论文 (通信作者标注*)

13. 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. Journal of the Meteorological Society of Japan, 97 (1), 275293 . https://doi.org/10.2151/jmsj.2019-015「2016年超级大寒潮的冷空气团质量分析」

12. 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). Journal of Geophysical Research: Oceans, 124 (1), 577592. https://doi.org/10.1029/2018JC014086 「垂直运动超前于台风快速增强」

11. Du, Y., and G. Chen, 2019: Heavy Rainfall Associated with Double Low-Level Jets over Southern China. Part II: Convection Initiation. Monthly Weather Review, 147 (2), 543–565. https://doi.org/10.1175/MWR-D-18-0102.1「华南海岸暖区暴雨的对流触发机制」

10. Du, Y., and G. Chen, 2018: Heavy Rainfall Associated with Double Low-Level Jets over Southern China. Part I: Ensemble-Based Analysis. Monthly Weather Review, 146 (11), 3827–3844. https://doi.org/10.1175/MWR-D-18-0101.1「华南海岸暖区暴雨的集合预报分析」

9. 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. Atmospheric Research,  213, 236–251. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2018.06.003 「梅雨日变化的数值模拟」

8. 向杰勋, 陈桂兴*, 姜平, 吴乃庚, 温之平, 2018: 冷空气强风在大型城市的精细结构和形成机制. 大气科学, http://dx.doi.org/10.3878/j.issn.1006-9895.1805.18140 

7. 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. Journal of Geophysical Research: Atmospheres,122, 5298–5315. https://doi.org/10.1002/2016JD026247「海岸城市的湍流与海风锋相互作用」

6. 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

5. 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. International Journal of Remote Sensing, 35 (24), 82958308. http://doi.org/10.1080/01431161.2014.985397「中国快速城市化增强地面升温」

4. Qin, H., G. Chen, W. Wang, D. Wang, and L. Zeng, 2014: Validation and application of MODIS-derived SST in the South China Sea. International Journal of Remote Sensing, 35 (11-12), 4315–4328. http://doi.org/10.1080/01431161.2014.916439「卫星观测的南海SST

3. 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. Journal of Physics: Conf. Ser., 454, 012073. http://doi.org/10.1088/1742-6596/454/1/012073「超高分辨率中尺度天气预报研究」

2. 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. Environmental Research Letters, 6, 034020. http://doi.org/10.1088/1748-9326/6/3/034020「珠三角城市化影响极端降水」

1. 张东, 林钢, 叶萌, 陈桂兴, 汪瑛, 2007: 华南连续性特大致洪暴雨个例分析. 气象科技, 35 (1), 8287.


科研成果&工作方向
1. 季风降水日变化和天气-气候多尺度链接

       日变化是地球气候系统周期变动的最基本成分。近年对东亚夏季风及降水的日变化现象开展比较系统的研究工作,深入阐述季风夜间加速激发早晨降水的物理机制及其气候影响,并将日变化过程与极端天气气候事件相联系,促进对中国气候变动和异常灾害的认识和预测 (图1)。主要成果包括:清晰给出中国降水日变化的详细客观分类和季节变化,揭示早晨降水随夏季雨带北移 (Chen et al. 2009a JGR)。客观统计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系统的增长造成,而长江下游的早晨降水则对应于局地活跃的梅雨锋雨带,且早晨降水强弱是发生异常旱涝的关键因素 (Chen et al. 2012 JGR)。为解释早晨降水的形成机制,系统阐述了东亚夏季风的区域性夜间加速概念,揭示相应的降水系统的显著响应 (Chen et al. 2009b JGR)。对季风日变化的气候影响进行评估,阐明其对水汽输送辐合和降水日变化有关键贡献,揭示其是东亚气候变动的重要驱动力 (Chen et al. 2013 JGR)。考察日变化过程在极端天气事件中的作用,通过分析东移强降水事件的中尺度环境,定量算出各物理过程的不稳定能量产生贡献,为成功模拟此类事件指引方向 (Chen et al. 2014a JCLI)。阐明季风日变化在中国东部“白天蓄能-夜间释放”机制中的贡献作用,发现季风夜间加速可激发早晨暴雨走廊事件造成特大洪水 (Chen et al. 2017 MWR)。深入分析了广东降水日变化的特征和机制,揭示3种降水过程(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)。参加全球再分析资料JRA-55品质评价计划,综合评价了多套新一代再分析资料表征日变化的能力,为改善气候模式性能和再分析资料应用提供重要信息 (Chen et al. 2014b JCLI),入选再分析资料性能的关键参考论文。考察大气海洋系统的多尺度相互作用,揭示厄尔尼诺现象可在西太平洋激发日变化-天气扰动-季节内尺度强烈响应,显著调节区域天气气候变动 (Chen and Qin 2016 JCLI)。这一系列工作丰富拓展了短时间尺度季风活动和海气相互作用影响天气气候的研究内涵。
        目前研究工作将继续从日变化的独特视角出发 (图1),深入考察过去/将来气候发生变动的机理,揭示日变化现象、气候变化和极端事件之间的内在联系。采用观测分析和数值模拟等手段,考察与日变化有关的风场和中尺度降水系统的物理机制,研究区域性强迫如何与大尺度外源强迫共同影响降水活动而引发异常天气气候, 探讨伴随长期气候变化的日变化过程的贡献作用。

 图1. 季风降水日变化与气候变化

2. 超高精度天气预报和中小尺度气象研究
        天气预报的发展趋势是,将预报信息做得越来越精确和越来越详细。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,是世界最前沿的挑战之一。近年参加日本革新研究战略计划 (Saito et al. 2013),负责创建了一套国际先进的多尺度嵌套数值预报系统,能对实际天气现象进行超高分辨率中尺度数值模拟,取得多项国际前沿的研究成果。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),空间分辨率高达数米,能直接分辨复杂地形和每个建筑物,而且计算区域可达数十公里,能覆盖整个大城市 (图2,Chen et al. 2015a MWR)。该数值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崭新概念,目前已成功精确模拟多种实际天气过程。其中包括,针对实际观测到的水平条状对流 (Horizontal Convective Rolls),成功进行了准确模拟,模拟结果与激光雷达及直升机观测事实相一致,开拓了精确预报边界层对流及其局地天气影响的可行途径 (Chen et al. 2015a MWR)。深入考察小尺度下垫面及建筑物对水平条状对流的详细影响,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)。近期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、污染物扩散等提供重要参考 (图3,Chen et al. 2019 JGR)。揭示海岸城市上空有组织湍流与海风锋面发生相互作用,形成锋面三维结构和局地强上升流,显著调节局地天气变化 (Jiang et al. 2017 JGR)。该创新工作对推动超高精度中尺度天气预报研究有重要贡献,被特选为新闻发布公开,被列为应用超级计算机“京”的亮点成果之一。
        目前工作主要面向中国东部、华南珠三角和广州市的中尺度灾害性天气现象,开展精细化的机理分析和预报研究。例如,在台风、冷锋或雷雨袭击城市的情况下,强风在各个街道的空间分布和演变机制。主要内容包括超高分辨率数值预报系统的创建设计、性能验证和应用研究,以及相关天气现象机制的精细考察等。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。

图2. 超高精度天气预报研究 ——超高分辨率数值天气预报系统的研发与应用

图3. 超高精度天气预报研究 ——超高分辨率数值天气预报的观测验证

(更新时间:2019年2月)