陈桂兴 教授  (Prof. Guixing Chen)

基本情况
Guixing Chen陈桂兴，中山大学教授、博士生导师。兼任大气科学进展、中国科学:地球科学等期刊编委，世界天气研究计划中国委员会委员等。主要从事多尺度天气机制分析、超高精度数值模拟研究。发表天气/气候学论文80余篇，大多发表在 AMS、AGU 等系列国际著名期刊，近五年被引用3500余次。

目前工作聚焦于:（1）探究天气与气候交叉连接，关注大尺度环流-区域日变化-中小尺度对流之间的相互作用，从日变化视角阐明气候变化和极端天气的成因机制，提出夏季风气流日变化、中国早晨暴雨等方面的理论模型;（2）研发米级分辨率的局地天气预报系统，面向海岸城市开展超高精度数值模拟和观测验证，进一步研究受日变化和复杂下垫面调控的中小尺度天气与湍流相互作用的机理，揭示水平对流卷、海风锋、强风/强上升流等局地气象的精细结构、演变机制和致灾机理。

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: chenguixing#mail.sysu.edu.cn  (请用@替换#)
 ResearchGate, Google Scholar, [CV in English]

教育和工作经历
1997-2004  中山大学大气科学系，获学士、硕士学位
2004-2006  广东省气象台任职，从事短期天气预报工作
2006-2015  日本东北大学留学和工作。获日本文部科学省国费和东北大学尖端科学国际留学计划 IGPAS 资助，从事亚洲夏季风日变化研究，获硕士、博士学位。毕业留校任职研究员，参加日本超高性能计算革新研究战略计划，利用超级计算机“京”从事超高精度天气预报研究。
2015年至今，中山大学任教。现任教授、博士生导师。2015年以中山大学“百人计划”杰出青年人才计划引进回国工作，2022年入选中山大学逸仙学者计划。

学术兼职
担任世界天气研究计划中国委员会(CNC-WWRP)委员、中国气象学会动力气象学副主任委员和天气学委员、南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)“海陆气相互作用与全球效应”创新团队核心成员
期刊编委: Advances in Atmospheric Sciences (大气科学进展)、SCIENCE CHINA Earth Sciences (中国科学:地球科学)、 Journal of Tropical Meteorology (热带气象学报英文版） 、暴雨灾害
担任 MWR, JCLI, JAS, JHM, JAMC, GRL, JGR, CD, JMSJ, SOLA, QJ, IJOC, AAS, JMR, 科学通报, 大气科学 等20多个大气科学主流期刊审稿人

讲授课程
本科生课程《地球系统科学概论》和《天气学原理》，博士生课程《现代热带气象学》

研究领域
多尺度天气机制分析和超高精度数值模拟，主要涉及：季风日变化、中小尺度气象学、冷空气团等熵分析、天气与气候交叉连接、米级分辨率局地天气预报系统研发与应用

近年科研项目摘选 (◼在研; ◼结题)
◼ 2025-2028 国家自然科学基金面上项目(42475003)：东亚夏季风气流日变化的热力动力机制的能量学分析 (主持)
◼ 2023-2026 国家自然科学基金面上项目(42275002)：灾害性天气背景下的华南海岸城市局地扰动的超高分辨率数值模拟和机制分析 (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)
◼ 2015-2020 中山大学"百人计划二期"急需青年杰出人才项目 (主持)
◼ 2020-2025 广东省基础与应用基础研究重大项目 “泛南海海洋-大气-陆地相互作用及重大灾害预测预警研究” (子课题负责人)
◼ 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 (骨干成员)
◼ 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 (骨干成员) 

荣誉获奖
日本东北大学藤野先生奖、中山大学大气科学学院魅力教师奖、大气科学进展优秀编委奖(2022, 2024)、中国科学:地球科学优秀审稿人(2022)、“中国暴雨的日变化机制理论”入选2020-2024年暴雨科技重大进展

研究生招生和科研人员招聘
每年招收博士生1名和硕士生1-2名（推免或考研均可），长期招聘博士后和专职科研人员，欢迎来信咨询或报名。研究选题广泛有趣，团队氛围融洽，待遇优厚。团队研究生和研究员近年在国际著名期刊发表论文30多篇，获多项国家自然科学基金、省部级基金资助，多名学生成为优秀毕业生。

研究组的最新动态

近期学术报告的PPT文件和录播  https://pan.baidu.com/s/1ztOT6-KtgcxbRion375c5A  提取码: j3om

▸2025.06 团队成员查旭梅获得理学硕士学位
▸2025.05 博士生王荣江在MWR发表论文：华南暖湿能量的充放电机制，调节长江流域超级梅雨的日变化
▸2025.05 在JCLI发表合著论文：低空急流的水汽输送及其对华南降水的影响
▸2025.03 硕士生查旭梅在JTM论文：南海水汽涌的多尺度变化及其对华南降水的影响
▸2025.03 姜平博士在JTM发表论文：华南飑线强风的形成机制
▸2025.02 在GRL发表合著论文：季风气流及其日变化影响山地花粉传播
▸2024.10 团队成果“中国暴雨的日变化机制理论”入选2020-2024年暴雨科技重大进展
▸2024.09 《天气学原理》入选中山大学校级一流本科课程
▸2024.08 国家自然科学基金面上项目「东亚夏季风气流日变化的热力动力机制的能量学分析」获批立项
▸2024.07-09 受CSC资助到京都大学短期访问，并受邀到东京大学、气象研究所、东北大学访问交流
▸2024.06 团队成员阮天明获得理学博士学位
▸2024.06 获中山大学大气科学学院“魅力教师”奖（2024）
▸2024.01 获《大气科学进展》优秀编委奖 (AAS Outstanding Editor Award)
▸2023.10 硕士毕业生刘碧琪在JCLI发表论文：季节内振荡和日变化对东亚季风降水的共同影响 
▸2023.08 应邀在全国中尺度气象学论坛作学术报告「不同天气状况下的风场日变化响应和暴雨成因」
▸2023.08 博士生阮天明在JGR发表论文：台风外雨带在陆面新生的物理机制
▸2023.06 团队成员张思嘉、陈静、刘旋钰等获得理学博士/硕士学位
▸2023.04 硕士生刘旋钰在AAS发表论文：梅雨季节低空急流建立的多样性，入选AAS封面论文 
▸2023.03 应邀在2023暴雨东湖论坛作学术报告「华中梅雨暴雨走廊的多尺度变化机制」
▸2023.03 林中曦博士在JCLI发表论文：人类活动影响风场降水日变化
▸2023.02 与苏琳老师等在JGR发表合著论文：华南海岸暴雨的对流触发机制
▸2022.10 硕士毕业生吴若婷在JCLI发表论文：夏季风日变化的云-辐射-风-降水相互作用
▸2022.09 刘骞博士在ACP发表论文：冷空气爆发后大气污染快速反弹
▸2022.09 国家自然科学基金面上项目「灾害性天气背景下的华南海岸城市局地扰动的超高分辨率数值模拟和机制分析」获批立项
▸2022.09 应邀在中国气象局-南京大学联合实验室作学术报告「东亚夏季风日变化的云-辐射-风-降水相互作用」【录播】
▸2022.08 在全国中尺度气象学论坛作学术报告「东亚天气与气候的交叉连接：日变化的重要贡献」
▸2022.07 博士生张思嘉在MWR发表论文：暖区暴雨的夜间对流触发（广州5.7破纪录暴雨的多尺度机制）
▸2022.06 获中山大学大气科学学院“魅力教师”奖（2022）
▸2022.05 获《大气科学进展》优秀编委奖 (AAS Outstanding Editor Award)
▸2022.05 博士生曾文馨、硕士生吴若婷等多名同学顺利通过论文答辩
▸2022.03 博士生曾文馨在MWR发表论文：2020年超级梅雨的多尺度机制
▸2022.01 白兰强博士在JGR发表论文：华南海岸对流触发的天气形势和地形影响，入选期刊封面

亮点成果1 亮点成果2 亮点成果3 

亮点成果5 亮点成果4

亮点成果6 Liu et al. 2020 ERL

 

论文发表（本人名字加粗，通讯作者加*号，学生加#号）

◼ 季风气象学（风场降水日变化、东亚气候、云-辐射-风-降水相互作用）

  • Su, L.*, J. Hu, Y. Du, J. Li, and G. Chen*, 2025: Boundary-Layer and Low-Level Moisture Fluxes during Low-Level Jet Events in South China and Their Relationship with Early Summer Rainfall. J. Climate, 38 (7), 1691–1713. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-23-0561.1 「低空急流的水汽输送及其对华南降水的影响」
  • Su, L., L. Bai, S. Zhang, G. Chen, and Y. Du, 2025: Day-Night and Land-Sea Contrasts of Upscale Convective Growths at Coastal South China. J. Geophys. Res. Atmos., 130 (9), e2024JD042643. https://doi.org/10.1029/2024JD042643 [华南海岸对流升尺度增长的海陆差异]
  • Zeng, H., Z. Wang, G. Chen*, D. K. Ferguson, Y. Wang, and Y. Yao*, 2025: Asian summer monsoon and orographic winds change the pollen flow in the Hengduan Mountains, southwestern China. Geophys. Res. Lett., 52, e2024GL113697. https://doi.org/10.1029/2024GL113697 「季风气流及其日变化影响山地花粉传播」
  • Zha, X.#, G. Chen*, B. Liu, and H. Qin, 2025: Southerly Moisture Surges over the South China Sea in Early-Summer Season: Multiscale Variations and Impacts on Rainfall. J. Trop. Meteor., 31, 87–106, https://doi.org/10.3724/j.1006-8775.2024.039「南海水汽涌的多尺度变化及其对华南降水的影响」
  • Liu, B.#, G. Chen*, and H. Qin*, 2024: Joint impacts of intraseasonal oscillation and diurnal cycle on East Asian summer monsoon rainfall. J. Climate, 37 (1), 77–95. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-23-0284.1「大气季节内振荡和日变化对东亚降水的共同影响」
  • Wu, R.#, G. Chen*, and  Z. J. Luo, 2023: Strong coupling in diurnal variations of clouds, radiation, winds, and precipitation during the East Asian summer monsoon. J. Climate, 36(5), 1347–1368. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-22-0330.1 [PDF]「季风日变化的云-辐射-风-降水相互作用」
  • Lin, Z., and G. Chen*, 2023: The role of anthropogenic forcings on the regional climate of summertime diurnal variations over North China. J. Climate, 36(13), 4491–4509. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-22-0498.1  [PDF]「人类活动影响风场降水日变化」
  • Liu, B.#, G. Chen*, W. Zeng, L. Bai, and H. Qin, 2022: Diurnal variations of southerly monsoon surge and their impacts on East Asian summer rainfall. J. Climate, 35 (1), 159–177. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-21-0372.1  [PDF]「季风涌的日变化及其对东亚雨带的影响」
  • 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」
  • 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降水的年际/年代际变化」
  • 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]「亚洲夏季风系统日变化：第二类“气泵效应”」
  • 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」
  • 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」
  • 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. 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」
  • 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，入选关键参考论文」
  • 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」
  • 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」

 

◼ 中尺度气象学（梅雨暴雨、华南暴雨、低空急流、对流触发、龙卷、台风）

  • Wang, R., and G. Chen*, 2025: A Conceptual Model of Diurnal Recharge-Discharge of Energy for the Record-Breaking Heavy Rains over East Asia in Summer 2020. Mon. Wea. Rev., in press, https://doi.org/10.1175/MWR-D-24-0196.1「华南暖湿能量的充放电机制，调节长江流域超级梅雨的日变化」
  • Jiang, P., G. Chen*, F. Zhang, Y. Wu, H. Zhu, and R. Zhou, 2025: Formation of Damaging Surface Winds in a Bow-shaped Squall Line Mature Stage over South China. J. Trop. Meteor., 31, 17–29, https://doi.org/10.3724/j.1006-8775.2024.037「华南飑线强风的形成机制」
  • Liu, X.#, G. Chen*, S. Zhang, and Y. Du, 2023: Formation of low-level jets over southern China in the meiyu season. Adv. Atmos. Sci., 40(10), 1731−1748. https://doi.org/10.1007/s00376-023-2358-5  [AAS Cover Image]「中国东南部低空急流」
  • Ruan, T.#, L. Bai*, and G. Chen*, 2023: Outer rainband formation on land ahead of Typhoon Hato (2017). J. Geophys. Res. Atmos., 128, e2022JD038051. https://doi.org/10.1029/2022JD038051 「台风外雨带在陆面新生的机制」
  • Su, L.*, X. Sun, Y. Du, J. Fung, and G. Chen*, 2023: The roles of local convergences in the convection initiation of a record-breaking rainfall event at the coastal Pearl River Delta in South China. J. Geophys. Res. Atmos., 128(3), e2022JD037234. https://doi.org/10.1029/2022JD037234  [PDF]「华南海岸暴雨的对流触发」
  • Li, X., R. Lu, G. Chen, and R. Chen, 2024: Western North Pacific tropical cyclones suppress Maritime Continent rainfall. npj Climate and Atmospheric Science, http://dx.doi.org/10.1038/s41612-024-00810-2 「西太平洋台风抑制海洋大陆降水」
  • Li, X., R. Lu, G. Chen, and R. Chen, 2023: Tropical cyclones over the South China Sea suppress the monsoonal rainfall in southern China. npj Climate and Atmospheric Science, 6, 207. https://doi.org/10.1038/s41612-023-00534-9 「南海台风抑制华南季风降水」
  • Zeng, W.#, G. Chen*, L. Bai, Q. Liu, and Z. Wen, 2022: Multiscale Processes of Heavy Rainfall over East Asia in Summer 2020: Diurnal Cycle in Response to Synoptic Disturbances. Mon. Wea. Rev., 150 (6), 1355–1376. https://doi.org/10.1175/MWR-D-21-0308.1  [PDF]「2020年超级梅雨的多尺度机制」
  • Zhang, S.#, Z. Liang, D. Wang*, and G. Chen*, 2022: Nocturnal convection initiation over inland South China during a record-breaking heavy rainfall event. Mon. Wea. Rev., 150 (11), 2935–2957. https://doi.org/10.1175/MWR-D-21-0264.1  [PDF]「内陆暖区暴雨的夜间对流触发」
  • Du, Y., Y. Shen, and G. Chen, 2022: Influence of coastal marine boundary layer jets on rainfall in South China. Adv. Amos. Sci., 39, 782–801. https://doi.org/10.1007/s00376-021-1195-7  [PDF]「海洋边界层急流及其降水影响」
  • Bai, L., Z. Meng, R. Zhou, G. Chen, N. Wu, and W.-K. Wong, 2022: Radar-based characteristics and formation environment of supercells in the landfalling typhoon Mujigae in 2015. Adv. Atmos. Sci., 39, 802–818. https://doi.org/10.1007/s00376-021-1013-2  [PDF]「登陆台风的龙卷和超微单体」
  • 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., 126, 24, e2021JD034642, https://doi.org/10.1029/2021JD034642 (Selected as JGR Cover Image)  [PDF]「海岸对流触发的天气形势和地形影响」
  • 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 in South China. Geophys. Res. Lett., 48 (16), e2021GL094382. https://doi.org/10.1029/2021GL094382  [PDF]「热带岛屿的对流触发」
  • 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]「梅雨暴雨走廊的日变化和年际变化」
  • 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」
  • 吴乃庚,温之平,邓文剑,林良勋,陈桂兴, 2020: 华南前汛期暖区暴雨研究新进展. 气象科学, 40(5), 605–616.
  • 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」
  • 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」
  • 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」
  • 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, 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」
  • 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]「华南暴雨/降水日变化的主导模态和成因机制」
  • 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]「东亚暴雨走廊的成因机制」
  • 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」

 

◼ 局地天气数值模拟和机制分析（米级分辨率数值模拟系统研发、海风锋、局地强风、湍流、边界层滚涡）

  • Saito, K., T. Kawabata, H. Seko, T. Miyoshi, L. Duc, T. Oizumi, M. Kunii, G. Chen, K. Ito, J. Ito, S. Yokota, W. Mashiko, K. Kobayashi, S. Fukui, E. Tochimoto, A. Amemiya, Y. Maejima, T. Honda, H. Niino, and M. Satoh, 2023: Forecast and numerical simulation studies on meso/micro-scale high-impact weathers using high-performance computing in Japan. Numerical Weather Prediction: East Asian Perspectives.  Springer, 461-481. https://doi.org/10.1007/978-3-031-40567-9_18
  • 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  (Selected as JGR Cover Image)  [PDF]「海风锋三维结构的激光雷达观测和精确模拟」
  • 向杰勋#, 陈桂兴*, 姜平, 吴乃庚, 温之平, 2019: 冷空气强风在大型城市中的精细结构和形成机制. 大气科学, 43 (3), 577–597. http://dx.doi.org/10.3878/j.issn.1006-9895.1805.18140  [PDF]
  • 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」
  • 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」
  • 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]「米级分辨率的局地天气预报系统」
  • 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]
  • 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]「超高分辨率数值天气预报

 

◼ 冷气团定量分析（冬季风、大气污染、高温热浪、极端低温）

  • Liu, Q., G. Chen*, L. Sheng, and T. Iwasaki, 2022: Rapid reappearance of air pollution after cold air outbreaks in North China. Atmos. Chem. Phys., 22 (20), 13371–13388. https://doi.org/10.5194/acp-22-13371-2022  [PDF]「冷空气爆发后大气污染快速反弹」
  • 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  [PDF]「东亚冷空气爆发的多样性及其影响」
  • Liu, Q., and G. Chen*, 2021: Zonal shift in the cold airmass stream of the East Asian winter monsoon. Environ. Res. Lett., 16, 124028. https://doi.org/10.1088/1748-9326/ac36f5  [PDF]「东亚冬季风的冷气团通道位置的长期变化」
  • 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」
  • 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, 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. https://doi.org/10.1007/s00376-020-9226-3  [PDF]「区域低温事件」
  • 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」
  • 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」

 

◼ 其它研究方向（城市化影响、环境生态、局地经向环流）

  • Tan, X., Q. Mai, G. Chen, B. Liu, Z. Wang, C. Lai, and X. Chen, 2023: Intensity-duration-frequency curves in the Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area inferred from the Bayesian hierarchical model. Journal of Hydrology: Regional Studies. 46, 101327. https://doi.org/10.1016/j.ejrh.2023.101327
  • Zhao, Y.#, Z. Wen, X. Li, R. Chen, and G. Chen, 2023: Meridional variation of the Mascarene High and atmospheric transient eddy dynamical forcing over the southern Indian Ocean in austral winter. J. Climate, http://dx.doi.org/10.1175/JCLI-D-22-0838.1  「马斯克林高压的变动机制」
  • Zhao, Y.#, Z. Wen, X. Li, R. Chen, and G. Chen, 2022: Structure and maintenance mechanisms of the Mascarene High in austral winter. Int. J. Climatol., 42 (9), 4700-4715. https://doi.org/10.1002/joc.7498  [PDF]「马斯克林高压的结构和维持机制」
  • Yang, X., J. Wu, X. Chen, et al., 2021: A comprehensive framework for seasonal controls of leaf abscission and productivity in evergreen, broadleaved tropical and subtropical forests. The Innovation, 2 (4), 100154. https://doi.org/10.1016/j.xinn.2021.100154「热带物候与气候的交互」
  • 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)
  • 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]
  • 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/10.1080/01431161.2014.985397  [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/10.1080/01431161.2014.916439  [PDF]「海温卫星遥感」
  • 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」
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

 

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)。分析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)。（2）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)。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)。（3）分析云天气状态(Cloud Regime)的日变化、季节变化和年际变化，阐明东亚地区的云–降水关系受到热力强迫和湿度过程的共同调节，不同于南亚地区 (Wu and Chen 2021 JCLI)。

1.2 提出季风气流夜间加速概念和第二类“气泵效应”，揭示其与东亚气候长期变化的密切关系

       （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)。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。（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。研究还发现，季风气流日变化与东亚夏季降水的季节内变化、年际和年代际变化存在密切关系，当活跃季风气流耦合较强（较弱）风场日变化时，我国夏季雨带位置异常偏北（偏南），显示了短时间尺度天气与长时间尺度气候之间的交叉链接（Chen et al. 2021 JCLI；Liu et al. 2022 JCLI；Liu et al. 2024 JCLI)。人类影响的辐射效应可影响区域热力差异，调节风场和降水日变化的长期趋势（Lin and Chen 2023 JCLI）。（3）为解释风和降水日变化的成因，向前溯源探究与夏季风日变化有关的云辐射强迫，揭示了云-辐射-风-降水相互作用的完整链条。结果发现，华南天气状态的云辐射强迫可显著调节季风气流日变化。 华南季风气流日变化受云贵高压天气状态的东传影响，进而调节下游华中天气变化。 华南上空的天气状态及其与上下游区域天气变化的超前滞后关系，表明季风气流日变化具有可预报性 (Wu, Chen and Luo 2023 JCLI)。

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)。进一步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)。（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)，阐明2020年超级梅雨的雨带变动机制(Zeng, Chen et al. 2022 MWR; Wang and Chen 2025 MWR)。

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)。气候统计表明，不同类型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；Liu, Chen et al. 2023 AAS)。（2）提出双低空急流的新理论模型，阐明华南暖区暴雨的对流触发机制：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；Su et al. 2023 JGR)。

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)。基于对流可分辨率数值模拟，研究华南白天和夜间对流触发的多尺度机制，揭示不同背景气流与地形、城市等局地因素的共同作用，阐明阳江暴雨中心和广州极端暴雨事件的成因机制 (Bai et al. 2021 JGR; Zhang et al. 2022 MWR)

图1. 季风降水日变化与气候变化

 

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)。

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

四、跨时间尺度和跨区域的天气气候链接机制

       多重时空尺度变化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过程，揭示跨时间和跨区域的链接机制，进而阐明极端天气事件和短期气候变化的可预测性。

4.1 热带海洋大气的多尺度相互作用

       （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，形成活跃的日变化现象和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季节水循环和降水日变化的影响，揭示春季西太平洋盐度可作为东亚夏季降水预测的前兆信号 (B. Chen et al. 2019 JCLI)。

4.2 定量分析冷空气团及其跨纬度影响

       （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；Liu, Chen et al. 2022 ACP)。（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)；中高纬冷空气团的向南流动可表征东亚冬季风多样性，并对低纬地区的气温降水产生不同影响 (Liu et al. 2021 JCLI；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：2025年6月)