大气污染的区域生态效应

    生态系统的主要功能是通过光合作用实现物质和能量的转换及传递。然而，我国目前较高的大气污染浓度，严重威胁着生态系统的功能。大气污染中的臭氧具有强氧化性，被叶片气孔吸收后会抑制植物的光合作用，损害生态系统功能并导致农作物减产。而大气气溶胶增强太阳辐射的散射性，扩大冠层接收可见光的面积，提高光能利用效率；同时改变温度、降水和土壤湿度等环境要素，对植物光合作用造成多尺度的影响。本研究领域主要是在区域尺度上评估大气污染对生态系统功能造成的影响。

大气环境-气候系统相互作用

    气候系统通过调制排放（如沙尘、野火、植物源挥发性有机物）、传输（如垂直对流、水平输送）和沉降（如干沉降、湿沉降）等物理过程，对大气环境造成影响。反过来，大气成分通过调制辐射、温度和降水等变量，对气候系统造成反馈。大气环境与气候系统的相互作用在古气候中扮演什么样的角色？对当代气候系统的年际和年代际变化有怎样的影响？在未来气候变化背景下又会有怎样的响应和反馈？本研究领域主要围绕上述科学问题，采用数值模拟的方式来解析大气环境的演变原因和气候影响。

数值模拟研究及多尺度系统相互作用

    数值模式是量化复杂物理过程和预估未来气候变化的有力工具。本研究领域主要包括自主研发全球动态植被模式，完善全球火排放、沙尘排放和植物源挥发性有机物排放的物理方案，构建大气化学-生态-气候耦合模式系统。在此基础上，量化大气成分的辐射和气候效应，研究大气成分-生态系统的相互影响，预估气候变化背景下大气环境和生态系统的响应等多圈层多尺度的相互作用。