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主要从事大气环境和大气污染成因的基础研究，致力于发展三维数值模型理解大气污染的源汇过程、气候-大气化学-氮循环地球系统多圈层相互作用等科学问题。近年来关注氮循环框架下对流层臭氧和细颗粒物污染的形成机制，包括：
人为活动导致的氮排放（氮氧化物和氨排放）对全球不同地区细颗粒物（PM2.5）空气污染的影响机制；
近地层和对流层臭氧污染的形成机制、演变趋势和控制策略，人为和自然活动对臭氧污染形成的作用；
发展新型数值模型，理解大气污染与气候的相互作用、农业-空气质量-气候的关联机制，碳中和背景下空气质量和气候的协同改善路径。