桂柯，硕导，国家优青

现任中国气象科学研究院副研究员，青岛海洋气象研究院双聘专家。主要从事环境气象与人工智能应用方面研究，在多尺度气溶胶变化与环境气象影响、气溶胶-天气气候环境相互作用、环境气象智能感知与AI预报大模型等方面取得了多项创新性成果。研究成果被广泛应用于气象、环保、高校和空管等机构，并获央视新闻、新华社、人民日报、China Daily、科技日报等权威媒体的广泛报道。先后主持国家自然科学基金青年科学基金项目(B类)(原优青)、面上、中国气象局“揭榜挂帅”、国家科技重大专项/国家重点研发计划项目子课题等科研项目8项，以第一/通讯作者身份在Nature、Natl. Sci. Rev.、Sci. Bull.、npj Clim. Atmos. Sci.、Environ. Sci. Technol.、Geophys. Res. Lett.等国内外高质量学术期刊上发表SCI论文33篇，授权国家发明专利8项、软著4项。研究成果被SCI总引4800余次（谷歌学术引用5700余次），H指数38，6篇论文入选地学领域ESI前1%高被引论文。现担任《Scientific Reports》编委、《沙漠与绿洲气象》编委、《应用气象学报》青年编委秘书长、《光学学报》和《气象与环境学报》青年编委、北京气象学会青年专业委员会副主任委员、中国环境科学学会地球环境系统科学观测专业委员会常务委员、世界气象组织（WMO）浮尘公报编写专家、中国颗粒学会青年理事、清华大学大气成分近实时追踪数据集（TAP）工作组成员等。研究成果2次入选“中国生态环境十大科技进展”，曾获谢义炳青年气象科技奖、北京市科学技术进步奖、中国颗粒学会自然科学奖、中国气象局“十三五”以来气象行业科技成果评价优秀奖、北京大学唐孝炎环境科学创新奖、Research.com Rising Star of Science Award。入选北京市科协青年人才托举工程（结题优秀）、中国气象局“青年气象英才”、“海淀青年榜样”年度人物、中国气象科学研究院高层次人才培养计划（科技领军、科技骨干）和优秀青年等。

主要研究方向

1. 气溶胶智能融合感知与AI预报

2. 气溶胶-天气气候环境相互作用

3. 沙尘暴、野火等极端事件的成因与预测

4. 人工智能在环境气象中的应用

5. 环境气象大数据分析

2010-2017  成都信息工程大学   大气科学   本科、硕士

2015-2017  中国气象科学研究院  大气科学 硕士（联合培养）

2017-2020  中国科学院大学  气象学 博士

2020-2022  中国气象科学研究院 大气成分与环境气象研究所   任助理研究员

2022至今  中国气象科学研究院 大气成分与环境气象研究所   任副研究员

第一和通讯作者（含共同）论文（*通讯作者，#共同第一作者）：

2026年:

1. Gui, K.#, Zhang, X.#, Che, H.*, Li, L., Zheng, Y., An, L., Miao, Y., Zhao, H., Dubovik, O., Holben, B., Wang, J., Gupta, P., Lind, E S., Toledano, C., Wang, H., Wang, Z., Wang, Y., Huang, X., Dai, K., Xia, X., Xu, X., & Zhang, X.* (2026). Advancing operational global aerosol forecasting with machine learning. Nature. https://www.nature.com/articles/s41586-026-10234-y. (全球首个气溶胶预报人工智能模型)

2. Yang, Z.#, Zhao, H.#, Zeng, Z., Gui, K*, Zhang, X., Shang, N., Zheng, Y., Li, Lei., &  Che, H. (2026). Deriving All-Hour Aerosol Optical Depth over China from Automated Visibility Observations. Geophysical Research Letters (accepted).

2025年:

1. Shang, N., Gui, K.*, Cheng, T., Zhao, H., Zhang, X., Yao, W., ... Che, H* & Zhang, X. (2025). Factors influencing the relationships between hourly visibility and aerosol optical depth in China—implications for hourly aerosol optical depth retrievals using automatic visibility observations. Atmospheric Environment, 358, 121353.

2. Liu, Y.,  Gui, K.*, Chen, Q., Feng, L., Zhao, H., Yang, R., & Che, H*. (2025). Impact of preceding winter sea surface temperature on the spring smoke aerosol dipole over the Indochina Peninsula. Atmospheric Research, 108513.

3. Wu, H., Liu, Z., Zeng, Z.*, Gui, K.*, Lin, Z., Xie, P., ... & Che, H. (2025). AI-driven framework for high-precision seamless sunshine duration estimation using Himawari-8 satellite and ground observations. Atmospheric Research, 108473.

2024年: 

1. Gui, K., Zhang, X., Che, H.* et al (2024). Future climate-driven escalation of Southeastern Siberia wildfires revealed by deep learning. npj Climate and Atmospheric Science 7, 263.（中科院1区）

2. Zhang, X.#, Gui, K.#, *, ... ,Che, H.* et al (2024). Real-time mapping of gapless 24-hour surface PM10 in China. National Science Review. （中科院1区）

3. Zhang, X., Gui, K.*, Zeng, Z., Fei, Y., Li, L., Zheng, Y.,... Che, H.* & Zhang, X. (2024). Mapping the seamless hourly surface visibility in China: a real-time retrieval framework using a machine-learning-based stacked ensemble model. npj Climate and Atmospheric Science, 7, 68.（中科院1区）

4. Shang, N., Gui, K.*, ... Che, H.* & Zhang, X. (2024). Toward an Operational Machine-Learning-Based Model for Deriving the Real-Time Gapless Diurnal Cycle of Ozone Pollution in China with CLDAS Data. Environmental Science & Technology Letters, https://doi.org/10.1021/acs.estlett.4c00106.（中科院2区Top）

5. Yao, W., Gui, K.*, Zhao, H., ... Che, H.*, & Zhang, X. (2024). Reconstruction of historical site-scale dust optical depth (DOD) time series from surface dust records and satellite retrievals in northern China: application to the evaluation of DOD in CMIP6 historical simulations. Journal of Climate, 2024.（中科院1区）

6. Liu, Y., Gui, K.*, ... Che, H.*, (2024). Indian Ocean temperature anomalies modulate the interannual variability of springtime smoke aerosols over the Indochina Peninsula. Environmental Research Letters.（中科院2区Top）

7. Zhao, H., Gui, K.*,  Yao, W., Shang, N., Zhang, X., Liang, Y., ... Che, H.* & Zhang, X. (2024). Relative contributions of component-segregated aerosols to trends in aerosol optical depth over land (2007–2019): Insights from CAMS aerosol reanalysis. Atmospheric Environment, 120676.（中科院2区）

8. Liu, Y., Gui, K.*, Chen, Q., Feng, L., Cai, H., Zhang, X., ... & Che, H*. (2024). Three-dimensional structure and transport flux of springtime smoke aerosols over the Indochina Peninsula. Atmospheric Research, 107293.（中科院2区Top）

2023年: 

2. Zhao, H., Gui, K.*, Yao, W., Shang, N.,... Che, H.*, & Zhang, X. (2023).  Seasonal and diurnal variations in XCO2 characteristics in China as observed by OCO-2/3 satellites: effects of land cover and local meteorology. Journal of Geophysical Research: Atmospheres. （中科院2区, Nature Index期刊）

3. Yao, W., Gui, K.*, Zheng, Y., Li, L., Wang, Y., Che, H.*, & Zhang, X. (2023). Seasonal cycles and long-term trends of arctic tropospheric aerosols based on CALIPSO lidar observations. Environmental Research, 216, 114613.（中科院2区Top）

4. Cai, H., Gui, K.*, Jiang, W., Mao, Y., Yang, Y., & Zhao, Z. (2023). Climatology and interannual variability of type-dependent aerosol optical depth and vertical distribution over southwest China and northern India from multiple satellite and aerosol reanalysis datasets. Atmospheric Environment, 294, 119528.（中科院2区）

5. Shang, N., Gui, K.*, Zhao, H., Yao, W., Zhao, H., Zhang, X., ... Che, H.* & Zhang, X. (2023). Decomposition of meteorological and anthropogenic contributions to near-surface ozone trends in Northeast China (2013–2021). Atmospheric Pollution Research, 14(9), 101841.（中科院3区）

1. Gui, K., Che, H.*, Tian, L., Wang, Y., Shi, C., Yao, W., ... & Zhang, X. (2022). Columnar optical, microphysical and radiative properties of the 2022 Hunga Tonga volcanic ash plumes. Science Bulletin, 67(19), 2013-2021.（中科院1区）

2. Gui, K., Che, H.*, Li, L., Zheng, Y., Zhang, L., Zhao, H., ... & Zhang, X. (2022). The significant contribution of small-sized and spherical aerosol particles to the decreasing trend in total aerosol optical depth over land from 2003 to 2018. Engineering, 16, 82-92.（中科院1区，Engineering杂志2022年高被引论文Top20）

3. Gui, K., Yao, W., Che, H.*, An, L., Zheng, Y., Li, L., ... & Zhang, X. (2022). Record-breaking dust loading during two mega dust storm events over northern China in March 2021: Aerosol optical and radiative properties and meteorological drivers. Atmospheric Chemistry and Physics, 22(12), 7905-7932.（中科院1区，ESI高被引）

2021年: 

1. Gui, K., Che, H.*, Zheng, Y., Zhao, H., Yao, W., Li, L., ... & Zhang, X. (2021). Three-dimensional climatology, trends, and meteorological drivers of global and regional tropospheric type-dependent aerosols: insights from 13 years (2007–2019) of CALIOP observations. Atmospheric Chemistry and Physics, 21(19), 15309-15336.（中科院1区）

2. Gui, K., Che, H.*, Zheng, Y., Wang, Y., Zhang, L., Zhao, H., ... & Zhang, X. (2021). Seasonal variability and trends in global type-segregated aerosol optical depth as revealed by MISR satellite observations. Science of The Total Environment, 787, 147543.（中科院1区）

3. Gui, K., Che, H.*, Wang, Y., Xia, X., Holben, B. N., Goloub, P., ... & Zhang, X. (2021). A global-scale analysis of the MISR Level-3 aerosol optical depth (AOD) product: Comparison with multi-platform AOD data sources. Atmospheric Pollution Research, 12(12), 101238.（中科院3区）

4. Zhong, J., Zhang, X.*, Gui, K.*, Wang, Y., Che, H., Shen, X., ... & Zhang, W. (2021). Robust prediction of hourly PM2. 5 from meteorological data using LightGBM. National science review, 8(10), nwaa307. （中科院1区）

5. Yao, W., Gui, K.*, Wang, Y., Che, H., & Zhang, X. (2021). Identifying the dominant local factors of 2000–2019 changes in dust loading over East Asia. Science of The Total Environment, 777, 146064. （中科院1区）

6. Liao, T., Gui, K.*, Li, Y., Wang, X., & Sun, Y. (2021). Seasonal distribution and vertical structure of different types of aerosols in southwest China observed from CALIOP. Atmospheric Environment, 246, 118145.（中科院2区）

1. Gui, K., Che, H.*, Zeng, Z., Wang, Y., Zhai, S., Wang, Z., ... & Zhang, X. (2020). Construction of a virtual PM2. 5 observation network in China based on high-density surface meteorological observations using the Extreme Gradient Boosting model. Environment International, 141, 105801.（中科院1区）

2. Gui, K., Che, H.*, Wang, Y., Wang, H., Zhang, L., Zhao, H., ... & Zhang, X. (2019). Satellite-derived PM2. 5 concentration trends over Eastern China from 1998 to 2016: Relationships to emissions and meteorological parameters. Environmental pollution, 247, 1125-1133.（中科院2区Top, ESI高被引）

3. Gui, K., Che, H.*, Chen, Q., Zeng, Z., Liu, H., Wang, Y., ... & Zhang, X. (2017). Evaluation of radiosonde, MODIS-NIR-Clear, and AERONET precipitable water vapor using IGS ground-based GPS measurements over China. Atmospheric Research, 197, 461-473.（中科院2区Top）

4. Gui, K., Che, H.*, Chen, Q., Zeng, Z., Zheng, Y., Long, Q., ... & Zhang, X. (2017). Water vapor variation and the effect of aerosols in China. Atmospheric Environment, 165, 322-335.（中科院2区）

入选人才计划和获奖情况

2025：入选中国气象科学研究院“科技领军人才培养计划”

2025：获国家自然科学基金青年科学基金项目(B类)(原优青)资助

2025：入选Research.com Rising Star of Science Award（2025）

2025：获中国气象局2025年度科技成果评价优秀二等（2/10）

2025：获2024-2025年度“华风优秀导师”奖

2025：2024年度遥感领域十大事件（2/16）

2025：2024年度中国生态环境十大科技进展（2/16）

2024：入选中国气象局“青年气象英才”

2024：2023年度“海淀青年榜样”年度人物

2024: 辽宁省气象局气象应用研究成果一等奖（2/8）

2023：谢义炳青年气象科技奖

2023：北京市科学技术进步二等奖（6/10）

2023：2022年度中国生态环境十大科技进展（3/6）

2022：中国气象局“十三五”以来气象行业科技成果评价优秀奖（9/15）

2022：中国颗粒学会自然科学二等奖（6/7）

2022：中国气象科学研究院“优秀青年奖”

2022：入选中国气象科学研究院“科技骨干培养计划”

2021：北京市科学技术协会“青年人才托举工程”（结题优秀）

2020：华云优秀研究生一等奖

2019：论文入选NASA戈达德地球科学数据和信息服务中心2019年度Giovanni Hall of Fame images

2018：《ATMOSPHERIC ENVIRONMENT》杂志 “杰出审稿人”称号

2018：北京大学唐孝炎环境科学创新奖

指导（共同指导）的研究生获奖情况

1.硕士研究生要文瑞获2021年度“华云优秀毕业生”二等奖

2.硕士研究生尚楠轩获2024年度“华云优秀毕业生”一等奖

3.硕士研究生张栩滔获中国气象服务协会首届AI气象应用征集大赛二等奖

4.硕士研究生尚楠轩获中国气象服务协会首届AI气象应用征集大赛三等奖

5.硕士研究生张栩滔获2024年研究生国家奖学金

6.硕士研究生刘雨润获2024年研究生国家奖学金（与成信大联合培养）

7.硕士研究生张栩滔获第十一届北京大学唐孝炎环境科学创新奖二等奖

8.硕士研究生张栩滔获2025年度“华云优秀毕业生”一等奖

9.博士研究生张栩滔入选2025年度中国科协青年科技人才培育工程博士生专项计划