主要从事对气溶胶-云-气候-能源的相互作用模型的参数化及发展美国国家环保局双向耦合的WRF-CMAQ模式空气质量模 式。 通过不同时间和空间尺度 (城市-区域-全球尺度) 的多元数值模拟研究大气污染-灰霾（气溶胶）-云-气候-能源的相互作用及雾霾的形成。主要学术贡献包括(1) 在国际上首次提出了可用水来遏制中国的雾霾和大气污染的地球工程方法。Springer特为该论文发表英文，中文和德文新闻稿。超过600多家世界媒体网站报道该论文的方法和结果 (如 sciencedaily, sciencecodex, natureworldnews, pbs, 国际财经日报, 中国日报, 香港先驱報, 南華早報,中国气象局,中国科学院, 上海人民广播电台等)。 (2)提出在北美洲高平原北部, 与今天的弱酸性条件不同的 是， 那个地区的云水在新生代中期经常是碱性的。（3）提出有机酸是森林地区 云凝结核来源，(4)提出来自不完全燃烧的碳黑是中国东部地区气候近几年变暖的主要原因，(5)研究了有机酸的天然来源并估计有机酸对中国南方酸雨的影 响。(6)对大气颗粒物在美国东部气候变化中的作用及其对整个美国空气质量的影响和控制对策均有独特的研究和贡献。