主要从事陆-气相互作用及气候模拟研究，把陆面植被生理生态过程和陆面物理过程引入了大气环流模式，实现了陆地生物圈和大气圈的双向耦合。在植被大气相互作用、气候系统模式发展、陆面模式研发、区域地球系统模式研发、碳氮水循环与气候系统相互作用等方面发表论文九十余篇，其中SCI论文四十余篇，合作编写专著三部，论文入选“中国精品科技期刊顶尖学术论文领跑者5000”。获北京市气象学会优秀论文三等奖（2004）、中国气象学会分会一等奖(2007)、王宽诚访问学者奖学金(2008)、中国科学院所级先进个人(2014)、气象科学技术进步成果二等奖(2016，排名第一）。2010年获“中国科学院优秀青年人才”项目资助，目前主持国家自然科学基金重点项目“东亚区域碳-氮-水循环与气候的相互作用机制及其对未来极端降水的响应”(41630532)和国家重点研发计划课题“全球CO2非均匀动态分布与地表温度时空关系研究(2016YFA0602501)”。课题组研发的陆面模式在国际模式比较计划EMDI中名列前茅，服务于国家气候中心气候系统模式和国家气象中心草地生产力监测业务系统。