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主要从事大气辐射及全球（气候）变化的理论和观测研究。提出了一种全新的寻求大气气体k分布以及相关k分布函数的方法，即利用吸收系数的重排进行透过率函数的指数和拟合，建立了一个新的宽带吸收率解析表达式并首次求得其k分布函数；提出了一个随光学厚度而变的漫射率因子表达式；开发了辐射-对流气候模式和箱室-扩散大气-海洋能量平衡模式，并利用区域和全球大气环流模式全面研究了大气温室气体以及大气气溶胶的气候辐射强迫效应，提出了一组计算大气温室气体辐射强迫的简化公式，被IPCC 2001报告列为推荐公式之一。在国内最早开展了大气气溶胶和臭氧等成份的垂直分布观测，在多个地区设立了观测站点。
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