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曹洁

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副研究员 硕士生导师

教师拼音名称:caojie

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所在单位:大气科学学院

职称:副研究员

硕士生导师

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  • 基本信息
  • 个人简介
  • 近期主要论著
  • 近期科研项目
  • 姓名:    曹洁

    出生年月:1983年6月

    导师:    Prof. Qin Xu (NOAA, USA)、高守亭研究员

    职称:    副研究员、硕士生导师

    最高学历:博士

    所属专业:气象学

    所属系部:数值预报系

    毕业院校:中国科学院大气物理研究所

    研究方向:中尺度动力学、灾害天气分析、数值预报

    主讲课程:天气学诊断与应用、高原气象学、Numerical Weather Prediction

    办公地点:气象楼627室

    邮箱:    003542@nuist.edu.cn

    主要研究领域:(1)中尺度动力学理论及应用:和美国NOAA专家联合设计的模式地形坐标系下半平衡模型,能厘清复杂地形下的灾害性天气中的主导流和次级环流相互作用,比准地转和半地转近似更适合中尺度研究,已应用到华北夏季持续性暴雨等极端事件的动力分型和水汽收支特征分析中;该模型有很好的守恒性质并且基于数值模式,可直接用于数值预报。(2)数值预报方法:合作研发复杂下垫面中尺度流场的流函数和速度势高效高精度算法(中国香港、日本等地应用)、非线性平衡方程算法、模式地形坐标系位涡算法(WRF模式专家实名认可)、高分辨率数值模式台风中心定位技术(美国COAMPS模式应用),已在华北持续性极端暴雨事件环流和水汽收支分析、高原及其下游地区灾害天气中尺度涡旋识别和定位、华北湖陆风天气气候分析、华北和珠三角污染物扩散环流特征分析等方面开展应用。


  • 教育背景

    2001.09-2005.06  南京信息工程大学大气科学学院大气科学专业本科

    2005.09-2010.12  中国科学院大气物理研究所硕博连读研究生

     

    工作经历

    2008.02-2011.04  美国NOAAOklahoma大学联合中尺度气象研究所(CIMMSResearch Assistant

    2011.05-2013.04  中国科学院大气物理研究所 助理研究员

    2013.05-2021.10  中国科学院大气物理研究所 副研究员、硕士生导师(2013-2022

    其间:2015.01-062016.09-122018.09-11 美国CIMMS Research Associate

    2021.11-至今 南京信息工程大学大气科学学院 副研究员、硕士生导师(2022-

     

    学术兼职

    国内外学术期刊审稿人(2007-

    国家自然基金委评审专家(2019-

    《中国科学院青年创新促进会会刊》主编(2019-2021

    中科院青促会北京分会第三届委员会委员、政宣组组长(2019-2021

    中国科学技术协会科普金牌讲师团成员(2021

    《大气科学》专刊极端暴雨天气机理与预报专家组成员(2021-2022

    Review Editor for Geoscience and Society of Frontiers in Earth Science2022-

    北京市气象局科技导师、北京市气象台台聘专家(2022-2023

    上海市科技专家库成员(2022-

     

    荣誉获奖

    2009  中国科学院院长奖

    2009  中国科学院科教结合教育创新项目一等奖

    2011  中国科学院大气物理研究所优秀博士论文奖

    2012  Keith Runcorn Travel Award for Non-EuropeansEGU会议奖)

    2015-2018  中国科学院青年创新促进会(中科院人才项目)

    2019  中国科学院青年创新促进会优秀分会(集体奖)

    2020  中国科学院大气物理研究所先进工作者

    2022  江苏省双创博士


  • 2022

    Cao J., S. Ma, L. Ran, 2022. Comparative analysis of two flow decomposition approaches and their applications to diagnosing water vapor in extreme precipitation events over Xinjiang Province, China. Frontiers in Earth Sciences Sec. Atmospheric Science, 10, 847317. Doi: 10.3389/feart.2022.847317

    Cao J., S. Ma, W. Yuan, Z. Wu, 2022. Characteristics of diurnal variations in the warm season precipitation over Xinjiang province in China for recent years. Atmospheric and Oceanic Science Letters, 15(2), 100113. Doi: 10.1016/j.aosl.2021.100113

    Cao J., Q. Xu, H. Chen, S. Ma, 2022. Hybrid methods for computing the streamfunction and velocity potential for complex flow fields over mesoscale domains. Advances in Atmospheric Sciences, 39(9), 1417-1431. Doi: 10.1007/s00376-021-1280-y

    Cao J., G. Zhou, L. Liu, W. Zhao, Y. Yan, 2022. Kinetic energy budget analyses among different quadrants during typhoon recurvature: a case study of Typhoon Rumbia (2018). Atmospheric Research, 278, 106319. Doi: 10.1016/j.atmosres.2022.106319

    Ma S.1, J. Cao*1, H. Zhao, X. Zhou, L. Ran, 2022. Decomposition of water vapor flux divergence and its application to a blizzard event over Ili Valley in Central Asia during 30 Nov to 1 Dec 2018. Atmospheric Research, 270, 106079. Doi: 10.1016/j.atmosres.2022.106079

    Wu Z., J. Cao*, W. Zhao, Y. Ke, X. Li, 2022. An observational analysis of a persistent extreme precipitation event in the post-flood season over a tropical island in China. Atmosphere, 13, 679. Doi: 10.3390/atmos13050679

    Yang T.*, H. Li, J. Cao*, Q. Lu, Z. Wang, L. He, H. Sun, K. Han, 2022. Investigating the climatology of North China's urban inland lake based on six years of observations. Science of the Total Environment, 826, 1544120. Doi: 10.1016/j.scitotenv.2022.154120

    Zhao W., C. Hao, J. Cao*, X. Lan, Y. Huang, 2022. Large-scale atmospheric circulation patterns conducive to Beijing severe wind events in spring and winter based on machine learning algorithms. Frontiers in Earth Sciences Sec. Atmospheric Science, 10, 998108. Doi: 10.3389/feart.2022. 998108

    Zhou G., X. Fang, Q. Qian, X. Lv, J. Cao, Y. Jiang, 2022. Application of artificial intelligence technology in typhoon monitoring and forecasting. Frontiers in Earth Sciences Sec. Atmospheric Science, 10, 974497. Doi: 10.3389/feart.2022.974497

    曹洁, 陈海山*, Q. Xu. 70年有限区域流函数速度势算法研究的回顾和新进展. 大气科学, Doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2210.22143

    赵玮, 郝翠, 曹洁*, 周璇, 卢俐, 2022. 40年北京地区夏季降水日变化及不同持续时间降水事件的特征研究. 大气科学, 46(5), 1167-1176. Doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2204.22028

     

    2021

    Cao J., 2021. Computing streamfunction and velocity potential near the Tibetan Plateau. Atmospheric Research, 247, 105149. Doi: 10.1016/j.atmosres.2020.105149

    Ma S., L. Ran, J. Cao, 2021. Characteristics for the sources and sinks of gravity waves in an orographic heavy rainfall event. Frontiers of Earth Sciences, in press. Doi: 10.1007/s11707-021-0961-2

    Wang F., T. Yang, Z. Wang, J. Cao, B. Liu, J. Liu, S. Chen, S. Liu, B. Jia, 2021. A comparison of the different stages of dust events over Beijing in March 2021: the effects of the vertical structure near-surface particle concentration. Remote Sensing, 13, 3580. Doi: 10.3390/rs13183580

    Xu Q., J. Cao, 2021. Iterative methods for solving the nonlinear balance equation with optimal truncation. Advances in Atmospheric Sciences, 38(5), 755-770. Doi: 10.1007/s00376-020-0291-4

    李宏江, 曹洁*, 李勋, 吴志彦, 2021. 基于有限区域风场分解的海南岛一次飑线过程演变特征分析. 自然灾害学报, 30(4), 24-35. Doi:10.13577/j.jnd.2021.0203

    马淑萍, 冉令坤, 曹洁, 2021. 复杂地形强降雪过程中垂直运动诊断分析. 大气科学, 45(5), 1127-1145. Doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2105.20206

    赵海军, 曹洁*, 潘玲, 王庆华, 曹张弛, 毛国荣, 2021. 2007-2019年山东省短时强降水时空分布特征. 海洋气象学报, 41(2), 149-155.

     

    2020前:

    Cao J., S. Gao, 2007. Extended interpretations in Q vector analyses and applications in a torrential rain event. Geophysical Research Letters, 34, L15804. Doi: 10.1029/2007GL030781

    Gao S.*, J. Cao*, 2007. Physical basis of generalized potential temperature and its application to cyclone tracks in nonuniformly saturated atmosphere. Journal of Geophysical Research - Atmosphere, 112, D18101. Doi: 10.1029/2007JD008701

    Cao J., Q. Xu, 2011. Computing Rossby potential vorticity in terrain- following coordinates. Monthly Weather Review, 139, 2955-2961. Doi: 10.1175/MWR-D-11-00083.1

    Cao J., Q. Xu, 2011. Computing streamfunction and velocity potential in a limited domain. Part II: Numerical methods and test experiments. Advances in Atmospheric Sciences, 28, 1445-1458. Doi: 10.1007/s00376-011-0186-5

    Xu Q., J. Cao, S. Gao, 2011. Computing streamfunction and velocity potential in a limited domain. Part I: Theory and integral formulae. Advances in Atmospheric Sciences, 28, 1433-1444. Doi: 10.1007/s00376-011-0185-6

    Cao J., Y. Zhou, S. Gao, 2011. A brief report of graphic explanations for generalized potential temperature in non-uniformly saturated atmosphere. Atmospheric and Oceanic Science Letters, 4, 162-167. Doi: 10.1080/16742834.2011.11446923

    Xu Q., J. Cao, 2012. Semibalance model in terrain-following coordinates. Journal of the Atmospheric Sciences, 69, 2201-2206. Doi: 10.1175/JAS-D-12-012.1

    Cao J., J. Sun, S. Gao, X. Cui, 2013. A study of the kinetic energy budget equations of rotational and divergent flow in terrain-following coordinates. Atmospheric and Oceanic Science Letters, 6, 149-153. Doi: 10.3878/j.issn.1674-2834.12.0103

    Cao J., L. Ran, N. Li, 2014. An application of the Helmholtz theorem in extracting the externally induced deformation field from the total wind field in a limited domain. Monthly Weather Review, 142, 2060-2066. Doi: 10.1175/MWR-D-13-00311.1

    Ran L., S. Gao, J. Cao, 2014. Continuity and momentum equations for moist atmosphere. Chinese Physics B, 23, 019201. Doi: 10.1088/1674-1056/23/1/019201

    Cao J., Q. Xu, S. Gao, 2015. Recent developments in computing streamfunction and velocity potential in a limited domain. Atmospheric and Oceanic Science Letters, 8, 403-408. Doi: 10.3878/AOSL20150041

    Xu Q., L. Wei, Y. Jin, Q. Zhao, J. Cao, 2015. A dynamically constrained method for determining the vortex centers of tropical cyclones predicted by high-resolution models. Journal of the Atmospheric Sciences, 72, 88-103. Doi: 10.1175/JAS-D-14-0090.1

    Fu S., J. Cao, X. Jiang, J. Sun, 2017. On the variation of the divergent flow: An eddy-flux form equation based on the quasi-geostrophic balance and its application. Advances in Atmospheric Sciences, 34, 599-612. Doi: 10.1007/s00376-016-6212-x

    Zhu, Z., Y. Qi, Q. Cao, D. Li, Z. Zhang, J. Cao, M. Xue, 2020. Particle size distribution characteristics within different regions of mature squall-line based on the analysis of global precipitation measurement dual-frequency precipitation radar retrieval. IEEE Geoscience Remote Sensing Letters, 19. doi: 10.1109/LGRS.2020.3019384

    周玉淑, 曹洁, 王东海, 2007. 非均匀饱和广义湿位涡在暴雨分析与预测中的应用. 应用气象学报, 18, 754-760.

    曹洁, 高守亭, 2008. 非均匀饱和大气中的广义位温. 地球物理学报, 51, 1651-1656.

    曹洁, 高守亭, 周玉淑, 2008. 从流场分解角度改进Q矢量分析方法及其在暴雨动力识别中的应用. 物理学报, 57, 2600-2606.

    周玉淑, 曹洁, 高守亭, 2008. 有限区域风场分解方法及其在飓风SAOMEI研究中的应用. 物理学报, 57, 6654-6665.

    周玉淑, 曹洁, 2010. 有限区域风场的分解和重建. 物理学报, 59, 2898-2906.

    任晨平, 曹洁, 王黎娟, 崔晓鹏, 2013. 有限区域流函数和速度势的不同求解方法及其对分析台风Bilis暴雨增幅过程的影响. 气候与环境研究, 18, 727-731.

    李琴, 崔晓鹏, 曹洁, 2014. 四川地区一次暴雨过程的观测分析与数值模拟. 大气科学, 38, 1095-1108.

    周璇, 孙继松, 张琳娜, 陈官军, 曹洁, 纪彬, 2020. 华北地区持续性极端暴雨过程的分类特征. 气象学报, 78, 761-777.

     

    其他:

    曹洁, 汪汇洁, 张梦瑶, 2022. 小小天气预报员. 北京: 科学普及出版社.

     


  • 在研项目/课题:

    2022-2024  南京信息工程大学人才启动经费

    2023-2024  江苏省双创计划双创博士

    2020-2022  国家自然科学基金重大研究计划(91937301青藏高原地气耦合系统变化及其全球气候效应(课题负责)

    2019-2022  国家自然科学基金面上项目(4187507460年我国华北地区夏季持续性暴雨过程的分类研究(主持)

     

    结题项目/课题:

    2018-2022  国家重大科技基础设施项目(EarthLab地球系统数值模拟装置

    2018-2021  国家重点研发计划(2018YFC1507104中亚极端降水演变特征及预报方法研究第四课题

    2018-2020  中国科学院战略性先导科技专项A类(XDA17010105平流层-对流层物质交换过程及影响研究

    2017-2020  国家自然科学基金面上项目(41675060考虑非绝热影响的半平衡模型的建立及其在中尺度资料分析中的初步应用(主持)

    2015-2019  国家科技支撑计划第四课题(2015BAC03B04典型雨季强降水和夏季高温中期预报技术研究

    2014-2015  高原大气与环境四川省重点实验室开放课题重点项目(PAEKL-2014-C1任意形状有限区域风场分解新方案在西南山区灾害天气诊断分析中的初步应用(主持)

    2013-2015  国家自然科学基金青年科学基金项目(41205033半平衡动力约束下中尺度资料初始化方法的建立和应用(主持)

    2012-2015  国家重点基础研究发展计划(973计划)第一课题(2012CB417200-1)“多尺度天气系统相互作用对我国持续性重大天气异常的影响及其机理研究”

    2012-2014  中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室开放课题(2012LASW-B04多普勒雷达资料在台风边界层动力学研究中的应用(主持)