顾剑峰

准聘副教授


邮箱: jfgu@nju.edu.cn
办公室: 太阳成集团tyc234cc院楼C504
地址:南京市栖霞区仙林大道163号

个人简介(CAREER OVERVIEW)

顾剑峰,本科及博士毕业于太阳成集团tyc234cc,现为太阳成集团tyc234cc准聘副教授,博士生导师。主要研究方向包括台风动力学,对流动力学及参数化,大气热力学等。研究工作关注台风的内部动力过程及外部环境影响台风强度及结构变化的多尺度物理机制;探索对流发生发展的多尺度动力学机理,及其与周围环境相互作用的物理机制,为改进数值模式中对流过程的物理参数化方案提供理论支撑。入选国家海外高层次青年人才计划,曾主持和参与国家自然科学基金委面上项目、青年项目等多项,获得英国雷丁大学颁发的青年科学家优秀研究奖,受邀为世界气象组织第十届热带气旋国际研讨会撰写工作报告,在《人民日报》发表署名科普文章,目前担任中国气象学会期刊《气象学报》和《Journal of Meteorological Research》编委会委员,美国气象学会Journal of the Atmospheric Sciences期刊副编委,美国地球物理协会期刊Guest Editor,国际气象与大气科学协会(IAMAS)热带气象委员会委员,中国气象学会台风专业委员会副主任委员,动力气象委员会委员,气象教育培训委员会秘书长,担任JAS, GRL, JAMES, QJRMS, JGR, CD等多个国际一流学术期刊审稿人。


教育经历(EDUCATION)

        2014   太阳成集团tyc234cc (Nanjing University), 气象学 (Meteorology),博士 (Ph.D.)

        2009   太阳成集团tyc234cc (Nanjing University), 大气科学 (Atmospheric Science),学士 (B.S.)


工作经历(EMPLOYMENT)

        2022.11-至今  太阳成集团tyc234cc,准聘副教授(国家海外高层次引进人才青年项目)

        2017 — 2022   英国雷丁大学气象系,博士后

        2014 — 2017   太阳成集团tyc234cc,博士后  


研究兴趣(RESEARCH INTEREST)


本人对动力学研究有浓厚兴趣,关注台风、对流和云等自然现象,结合观测、模拟和理论研究,重点理解对流的多尺度结构特征和演变的机理,及其影响台风等灾害天气发生发展的物理机制,主要关注如下科学问题:

 •云和对流如何形成控制其结构和演变的物理规律是什么?
 •对流为什么会在不同尺度上产生组织化结构?
 •云和对流的多尺度过程如何影响极端天气系统(如台风、暴雨)结构和强度演变?
 •云和对流过程如何影响天气预报与气候预测?

  除此之外,本人还对热力学基本理论在天气气候系统中的应用具有浓厚兴趣。研究组长期招收博士、硕士研究生(直博、考博、保研、考研均可,2026年拟招收考研员工一名),如您对大气动力学、台风动力学及大气对流感兴趣,有较好动手能力及数理基础(包括数学、物理、力学等基础理科专业),请与我联系。本科生如对课题组研究感兴趣,可联系参加科研讨论及大创项目,体验科研交流氛围。


讲授课程(TEACHING)

天气学原理  Synoptic Meteorology 本科核心课程

大气动力学  Atmospheric Dynamics 南赫公司研究生课程

中小尺度天气学 Mesoscale and Microscale Meteorology 本科生选修课程(主讲热力学及不稳定部分,避免复杂的数学推导及繁琐的现象描述,回归自然现象的物理本质


学术服务(ACADEMIC SERVICE)

        期刊编委

         编委会委员            中国气象学会期刊《气象学报》、《Journal of Meteorological Research

         Associate Editor     美国气象学会学术期刊《Journal of the Atmospheric Sciences

         Guest Editor           

         美国地球物理协会 Special Issue “Unraveling Multi-Scale Tropical Cyclone Variabilities: Linking Mechanism, Modeling, Prediction and Projection”(参与期刊Earth's Future, JAMES, JGR: Atmospheres, JGR: Oceans or JGR: Machine Learning and Computation

        学术兼职

         Committee Member 国际气象与大气科学协会 (International Association of Meteorology and Atmospheric Sciences, IAMAS) 热带气象委员会 (International Commission on Tropical Meteorology, ICTM) 委员

        中国气象学会台风专业委员会副主任委员

        中国气象学会动力气象专业委员会委员

        中国气象学会气象教育培训专业委员会学术秘书

        期刊审稿

          Journal of the Atmospheric Sciences, Journal of Advances in Modeling Earth Systems, Geophysical Research Letter, Quarterly Journal of Royal Meteorological Society, Journal of Geophysical Research: Atmosphere, Climate Dynamics, Weather and Forecasting, Atmospheric Science Letters, Atmospheric Research, Advances in Atmospheric Sciences, Frontiers in Earth Science

        科普工作

          《人民日报》科普文章 “如何摸透台风的行踪”


论文发表(PUBLICATIONS)


2025

1. Chen, K., G. Chen and J.-F. Gu, 2025: Asymmetric Wind Expansion of an Idealized Simulated Tropical Cyclone by Vertical Wind Shear. J. Atmos. Sci.82, 2647-2666. (揭示了环境垂直风切变通过涡旋倾斜、对流以及层云等多尺度动力、热力耦合过程影响热带气旋外围尺度非对称扩张的物理机制)


2. Gu, J.-F.*, R. S. Plant, C. E. Holloway, P. A. Clark, and A. Stirling, 2025: Understanding the Entrainment and Detrainment Processes in Maritime Shallow Cumulus Clouds using Lagrangian Trajectories: Buoyancy Sorting or Acceleration Sorting? J. Atmos. Sci., 82, 2413-2433. (从微观层面发现学术界公认的“浮力选择机制存在缺陷,提出对流夹卷过程的加速选择”新物理机制,为改进数值模式中夹卷过程的物理参数化方案提供新的概念模型)


3. Niu, Z., Z.-M. Tan, H. Yu, J.-F. Gu, G. Chen and W. Huang, 2025: Typhoon Science Meets Artificial Intelligence: A Roundtable on Bridging Physics-Based and Data-Driven Paradigms. Tropical Cyclone Research and Review,, 130, https://doi.org/10.1016/j.tcrr.2025.08.006. (第二十一届热带气旋全国科学研讨会“人工智能与台风研究”圆桌会议总结)


4. Chen, K., G. Chen, D. Shi and J.-F. Gu, 2025: Asymmetric impacts of vertical wind shear on tropical cyclone size expansion over the western North Pacific. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 130, e2025JD043810. (发现了中等强度垂直风切变更有利于西北太平洋热带气旋尺度扩张的观测事实,并基于再分析资料揭示了垂直风切变导致风场非对称扩张的可能物理机制)


5. Gu, J.-F., and Z.-M. Tan*, 2025: Reconciling the Discrepencies of Equivalent Potential Temperature in Atmosphere: A General Pathway Rooted in Entropy Conservation. Journal of Advances in Modeling Earth System, 17, e2025MS004985. (提出了相当位温的统一热力学理论框架,从根本上解决了熵位温与相当位温的理论争议,为发现新的相当位温,改进热力学诊断分析方法及数值模式提供了理论基础)


6. Yang, B., X. Guo, Z.-M. Tan, J.-F. Gu and J.-Y. Zhuo, 2025: Interaction between inner and outer rainbands may lead to a second rapid intensification in idealized tropical cyclone simulations. Journal of Geophysical Research: Atmosphere, 130, e2024JD042517. (揭示了理想数值模拟中内外核对流雨带相互作用有利于热带气旋再次快速增强的物理机制,提出了热带气旋快速增强新范式)


2024

1. Gu, J.-F.*, R. S. Plant, and C. E. Holloway, 2024: Connections between Sub-cloud Coherent Updrafts and the Life Cycle of Maritime Shallow Cumulus Clouds in Large Eddy Simulation. Journal of Advances in Modeling Earth Systems, 16, e2023MS003986. (通过高分辨率大涡模拟发现云底边界层内精细结构能够影响浅积云生命史演变的明确证据,为数值模式对流参数化方案考虑非平衡对流演变过程提供物理依据)



2. Ren, Y., L. Lei, J.-F. Gu, Z.-M. Tan and Y. Zhang: Understanding the Initial Conditions Contributing to the Rapid Intensification of Typhoons through Ensemble Sensitivity Analysis. Atmos. Ocean. Sci. Lett., 17, https://doi.org/10.1016/j.aosl.2024.100552. (通过集合敏感性分析理解初始条件影响台风快速增强的可能物理机制)



3. Shen, Z.-Q., J.-F. Gu, Q.-W. Wang, and X. Qiu 2024: Increased Threat of Strong Typhoons along the Pacific Coast of Japan: Combined Effect of Track Change and Seasonal Advance. Atmospheric Science Letters, , e1261. (发现了近年来日本太平洋沿岸强台风威胁增强的现象,揭示了路径变化及强台风发生提前是导致该现象发生的根本原因)



4. Liu, H.-Y., Z.-M. Tan, Y. Wang, J. Tang, M. Satoh, L. Lei, J.-F. Gu, Y. Zhang, G.-Z. Nie, Q.-Z. Chen, 2024: A Hybrid Machine Learning/Physics-Based Modelling Framework for 2-Week Extended Prediction of Tropical Cyclones. JGR: Machine Learning and Computation, 1, e2024JH000207. (构建了融合物理模式与机器学习方法的混合预报框架,实现长达2周的超长生命史台风预报。论文获首个JGR-ML编辑推荐)



5. Ke Peng, Yu-Xun Tian, Juan Fang, Yan Liu and J.-F. Gu, 2024: Diversity of Tropical Cyclones Rapid Intensification. Geophys. Res. Lett., 51, e2023GL108006. (发现两种不同类型的快速增强台风:风速快速增强型及气压快速增强型,揭示了导致不同类型快速增强的可能物理机制)



6. Gu, J.-F.*, R. S. Plant, C. E. Holloway and Peter Clark, 2024: The Moist Halo Region Around Shallow Cumulus Clouds in Large Eddy Simulations. Quart. J. Roy. Meteorol. Soc., 150, 1501–1517. (精确解析了积云与环境之间过渡区域的结构特征,首次发现过渡区尺度独立于积云尺度的现象,揭示了过渡区尺度在云底与边界层以上区域各自依赖于不同的特征尺度,并给出过渡区域尺度的估计方法,提出了积云结构对数值模式分辨率敏感性的物理机制)



7. Lavender, S., A. Stirling, M. Whitall, R. Stratton, C. L. Daleu, R. S. Plant, A. Lock, and J.-F. Gu, 2024: The Use of Idealised Experiments in Testing a New Convective Parameterization: Performance of CoMorph-A. Quart. J. Roy. Meteorol. Soc., 150, 1581–1600. (英国气象局天气气候一体化模式新一代对流参数化方案理想模拟测试)



2023

1. H.-Y. Liu, M. Satoh, J.-F. Gu*, L. Lei, J. Tang, Z.-M. Tan, Y. Wang and J. Xu, 2023: Predictability of the Most Long-lived Tropical Cyclone Freddy (2023) During its Westward Journey Through the Southern Tropical Indian Ocean. Geophys. Res. Lett., 50, e2023GL105729. (揭示了观测史上最长生命史热带气旋Freddy (2023) 强度及路径的可预报性机理,为设计针对超长生命史台风的预报框架提供理论依据)


2. Sheng Z.-Q., G.-Z. Nie, X. Qiu, J.-F. Gu, and Y. Zhang, 2023: Outer Size Distribution of Landfalling Tropical Cyclones over China Changes in the Recent Decades. J. Climate, 36, 6427-6445. (揭示了近40年登陆我国沿海地区热带气旋外围尺度的长期变化趋势及物理机理)


3. Yin, J., K. Chu, Z.-M. Tan, J.-F. Gu, and H.-Y. Liu, 2023: On the Evolutioin of Tropopause Layer Cooling over Tropical Cyclone. J. Geophys. Res., 128, e2022JD037995. (揭示了理想数值模拟中热带气旋对流层顶冷却特征的演变过程及物理机制,发现对流层顶冷却可作为提前指示快速增强的潜在因子)


4. Chen, X., C. M. Rozoff, R. F. Rogers, K. L. Corbosiero, D. Tao, J.-F. Gu, ... and J. Kaplan, 2023: Research Advances on Internal Processes Affecting Tropical Cyclone Intensity Change From 2018–2022. Tropical Cyclone Research and Review, 12, 10-29. (第十届国际热带气旋研讨会“影响台风强度变化的内部过程”工作组综述报告)


5. Liu, H.-Y., J.-F. Gu*, Y. Wang and J. Xu, 2023: What controlled the low-level moisture transport during the extreme precipitation in Henan Province of China in July 21? Mon. Wea. Rev., 151, 1347-1365. (揭示了21-7郑州特大暴雨事件中,副热带高压-台风-低空急流-低压系统等多尺度过程相互作用影响低层水汽通道建立的动力学机制及可预报性机理)


6. Liu, H.-Y., J.-F. Gu and Y. Wang, 2023: Consistent Pattern of Rainfall Asymetry in Binary Tropical Cyclones. Geophys. Res. Lett., 50, e2022GL101866. (揭示了双台风相互作用下降水分布的非对称特征及物理机理,提出了新的定义双台风相互作用关键距离的方法)


2022

1. Yang, B., X. Guo, J.-F. Gu and J. Nie, 2022: Cloud-Radiation Feedback Prevents Tropical Cyclones from Reaching Higher Intensities. Geophys. Res. Lett.49, e2022GL100067. (揭示了云-辐射反馈效应通过改变热带气旋内核对流加热结构抑制其达到更强强度的物理机制)



2. Liu, H., X. Tang and J.-F. Gu, 2022: Effects of Volcanic Aerosols on the Genesis of Tropical Cyclone Wukong (2018). J. Geophys. Res., 127, e2022JD036775. (揭示了火山气溶胶-辐射反馈效应、气溶胶-云反馈效应及两者之间的非线性相互作用影响热带气旋WuKong (2018)生成的物理机制)



3. Li, M., K. Chu, J.-F. Gu and Zhe-Min Tan, 2022: On the Relationship between Tropical Cyclone Size and Environmental Helicity in the South China Sea. Atmos. Ocean. Sci. Lett., 15, https://doi.org/10.1016/j.aosl.2022.100205. (基于观测发现南海热带气旋尺度与环境螺旋度之间的关系)



4. Liu, H.-Y., J.-F. Gu, Y. Wang and J. Xu, 2022: Contributions of Anomalous Large-Scale Circulations to the Absence of Tropical Cyclones over the Western North Pacific in July 2020. Geophys. Res. Lett., 49, e2021GL096652. (揭示了异常大尺度环流导致2020年7月西北太平洋“空台”事件发生的物理机制)



2021

1. Gu, J.-F.*, R. S. Plant, C. E. Holloway and Todd Jones, 2021: Composited Structure of Shallow Cumulus Clouds. Quart. J. Roy. Meteorol. Soc., 147, 2818-2833.  (基于大涡数值模拟揭示了浅积云内部及边缘过渡区域的动力学及热力学结构,揭示了积云内部非均匀结构对于能量输送的重要作用,并为积云参数化方案考虑积云内部结构函数提供了可参考的理论模型)


2. Xi, D., K. Chu, Z.-M. Tan, J.-F. Gu, W. Shen, Y. Zhang and J. Tang, 2021: Characteristics of Warm Cores of Tropical Cyclones in a 25-km-mesh Regional Climate Simulation over CORDEX East Asia Domain. Clim. Dyn., 57, 2375-2389. (评估了高分辨率东亚区域气候模拟中热带气旋暖心结构特征,发现不同对流参数化方案对于暖心结构具有重要影响,结果为改进区域气候模式中热带气旋结构模拟提供科学依据)


3. Chen, X., J.-F. Gu, J. A. Zhang, F. D. Marks, R. F. Rogers, and J. J. Cione, 2021: Boundary Layer Recovery and Precipitation Symmetrization of Rapidly Intensifying Tropical Cyclones under Shear. J. Atmos. Sci., 78, 1523-1544. (揭示了垂直风切变影响下,边界层恢复及降水轴对称化过程影响热带气旋快速增强的物理机制)


4. Liu, H.-Y., Yuqing Wang, and J.-F. Gu, 2021: Intensity Change of Binary Tropical Cyclones (TCs) in Idealized Numerical Simulations: Two Initially Identical Mature TCs. J. Atmos. Sci., 78, 1001-1020. (揭示了理想模拟中双热带气旋如何通过高低层环流产生的垂直风切变影响热带气旋暖心结构,从而最终影响双台风强度变化的物理机制)


2020

1. Gu, J.-F.*, R. S. Plant, C. E. Holloway and M. R. Muetzelfeldt, 2020: Pressure Drag for Shallow Cumulus Clouds: From Thermals to the Cloud Ensemble. Geophys. Res. Lett., 47, e2020GL090460. (揭示了小尺度热泡结构通过改变积云内部气压扰动分布从而影响上升运动的动力学机制,热泡随高度变化的特征最终会影响云内上升阻力的垂直变化,该机制在统计平均意义上能够影响积云集合体的整体动力学行为)


2. Gu, J.-F.*, R. S. Plant, C. E. Holloway, T. R. Jones, A. Stirling, P. A. Clark and S. J. Woolnough, 2020: Evaluation of Bulk Mass Flux Approximation using Large Eddy Simulations. J. Atmos. Sci., 77, 2115-2137. 

(基于高分辨大涡模拟系统评估了对流参数化方案中的Bulk Plume假设在不同类型对流能量输送中的适用性,从理论上严格证明了积云内部精细结构扰动及积云之间的差异的重要性,并提出改进Bulk Plume假设的“Core-Cloak”概念模型,该模型适用于浅对流、深对流及组织化对流等多种对流类型,具有较好的普适性)


2019

1. Gu, J.-F., Z.-M., Tan and X., Qiu, 2019: Intensification Variability of Tropical Cyclones in Directional Shear Flows: Vortex tilt-Convection Coupling. J. Atmos. Sci., 76, 1827-1844.  (揭示了方向性切变气流中热带气旋增强速率差异的湿动力学机制:顺时针旋转的切变气流中,涡旋倾斜与对流之间相互耦合加强涡旋进动速率,更有利于涡旋倾斜减弱,增强速率加强;相反,逆时针旋转的切变气流中,涡旋倾斜与对流耦合不利于进动发生,增强速率减弱。涡旋与对流耦合的不同反馈机制取决于干动力学过程,详见Gu et al. (2018))



2018

1. Gu, J.-F., Z.-M., Tan and X., Qiu, 2018: The Evolution of Vortex Tilt and Vertical Motion of Tropical Cyclones in Directional Shear Flows. J. Atmos. Sci., 75, 3565-3578.  (揭示了方向性切变气流中涡旋倾斜与垂直运动演变的平衡动力学机制:随高度顺时针旋转的切变气流中,中低层涡旋倾斜方向领先于整层涡旋倾斜,平衡动力学响应导致垂直运动更容易发生在整层倾斜下游区域,当湿对流过程发生时,该结构配置更容易导致涡旋快速进动)


2016

1. Gu, J.-F., Z.-M., Tan and X., Qiu, 2016: Quadrant-depedent Evolution of Low-level Tangential Wind of a Tropical Cyclone in the Shear Flow. J. Atmos. Sci., 73, 1159-1177. (揭示了垂直风切变导致热带气旋边界层急流从轴对称结构演变为非对称结构的动力学机制,该机制表明涡旋尺度与对流尺度相互作用在垂直风切变调制下能够显著影响台风整体结构及强度演变)


Before 2015

1. Gu, J.-F., Z.-M., Tan and X., Qiu, 2015: Effects of Vertical Wind Shear on Inner-Core Thermodynamics of an Idealized Simulated Tropical Cyclone. J. Atmos. Sci., 72, 511-530. (揭示了垂直风切变影响热带气旋内核区域热力学过程的物理过程,提出眼墙外围对流通过对热力学湿熵的垂直输送过程显著降低内外核熵差,从而减弱热带气旋的物理机制)


2. Chu, K. K., Q. Xiao, Z.-M. Tan and J.-F. Gu, 2011: A Forecast Sensitivity Study on the Intensity Change of Typhoon Sinlaku (2008). J. Geophys. Res., 116(72), DOI: 10.1029/2011JD016127. (通过伴随模式研究了台风Sinlaku (2008)快速增强过程中的预报敏感性,揭示了内核区域低层水汽对于快速增强的重要作用)


学术奖励(ACADEMIC HONORS)

    Research Output Award, 英国雷丁大学
 Celebrating Success Award, 英国雷丁大学




  • 太阳成集团tyc234cc仙林校区大气科学楼
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    210023