主要通过地球系统模拟的手段来对以下科学问题进行研究

1. 古气候

• 第四纪冰期-间冰期旋回

   第四纪气候在冰期与间冰期间剧烈振荡，并且有显著的轨道周期，但轨道变化如何引起气候以及碳循环的大幅变化仍很不清楚，阻碍了我们对未来气候演化的理解。将从植被、沙尘、冰盖、海洋生物碳循环与气候系统的相互作用来系统理解冰期-间冰期旋回的机制和动力学。

• 冰雪地球

   冰雪地球是发生在20多亿年前和6亿多年前的全球冰封事件，与地球生命的演化和大气氧气的演化在时间上都有很强的相关性，但是该事件的形成与终结机制以及事件的规模都很不确定，尤其是对于事件的规模仍有很大争议。

2. 物理海洋

主要关注大尺度海洋环流尤其是经向翻转流（MOC）对外强迫（包括轨道、潮汐、冰川融水等）的响应及机制。

3. 冰川动力学

主要关注冰川和冰盖与大气海洋的相互作用，目前已经研究了青藏高原冰川与大气之间的相互作用，指出青藏高原边缘冰川的生长显著影响其内部的水汽输送，进而影响内部的温度、降水以及冰川的生长。未来将进一步研究格陵兰岛冰盖和南极冰盖与气候的相互作用。

4. 大陆风化

大陆风化主要指硅酸盐风化，在长时间尺度上是大气二氧化碳最重要的汇，是保持气候稳定的关键过程，但是风化模拟存在非常大的不确定性。已经独立发展了一个大陆硅酸盐风化模式，未来将进一步发展该模式，并用其来理解大陆风化在过去和未来气候变化中的作用。