对于现代气候，我们主要关注人类活动对气候系统的影响。具体地说，我们特别关注人类活动造成的大气成分变化（温室气体、臭氧层）通过影响大气的热力结构，进而影响大气环流和海洋环流，并影响全球和区域气候。

    哈德雷环流是最为重要的大气环流系统之一，其宽度和强度的变化对全球能量再分布和水循环产生重要的影响。我们的系列研究结果表明，在全球变暖背景下，哈德雷环流有变宽和变弱的趋势，其原因是温室气体增加导致大气垂直和水温度梯度的变化，从而导致了大气层结和波动的变化。哈德雷环流变宽是的副热带干旱区向中纬度移动，对与副热带相邻地区的人类居住环境、农业和生态系统差生重要影响。

    臭氧层损耗和恢复是过去几十年学术界和社会公众所关心的一个重要问题。臭氧层不仅屏蔽太阳紫外辐射，其变化所造成的平流层温度变化对对流层和地表气候产生重要影响。因此，臭氧层损耗和恢复及其对对流层和地表气候的影响一直是我们研究的一个重点方向。

我们对地球深时古气候倾注了很大的热情。在地球46亿年历史中，气候系统经历了许多冰室和温室气候，例如古元古代和新元古代冰雪地球、白垩纪暖期，也经历了长期平稳的气候状态，如18至8亿年前沉寂的10亿年。研究地球深时气候不仅有利于我们理解和重建地球气候的演化历史，也有助于我们理解现代气候变化。

我们团队的深时气候研究从中元古宙的“沉寂的10亿年”，延伸到新元古宙“冰雪地球”，再到显生宙气候演化。我们尤其关注地球深时气候演化的机制、圈层之间的协同演化及其对生命演化的意义。近年来，我们主要集中显生宙气候系统演化模拟研究，包括大陆演化与季风系统演变、全球水循环、大气环流和海洋环流变化、陆地植被演化、海洋生物化学过程演化、陆面风化模式研发、冰盖与气候系统的耦合、外生矿床与气候环境之间的定量关系等，旨在系统和全面地理解自寒武纪以来气候系统、生命过程、圈层之间协同演化的基本原理。

    如果把地球看作太阳系颗星的一员，我们会感到惊奇，为什么地球一直维持宜居气候环境，而金星和火星却是非宜居的。有证据显示，金星和火星在其早期均曾拥有液态水。如果是这样，金星肯定经历了温室逃逸，而火星陷入了冰封。研究行星气候演化有助于我们理解地球的历史气候演化。

    寻找系外生命和宜居行星更是人类自文明以来的梦想。我们团队关于行星气候和宜居性研究不仅包含太阳系行星，也包含太系外行星。太阳系有8大行星，迄今为止已发现了5000多颗系外行星。我们运用地球气候的知识针对太阳系和太阳系外行星开展了大量模拟研究，目的为寻找适宜类地生命存在的行星提供理论支撑。我们也对系外宜居行星和系外生命探测的基本原理开展了初步研究，并对气态巨行星大气环流开展了模拟研究。