氣候系統科學是研究大氣-海洋-陸面過程及其決定的各種時空尺度的氣候行為與可預測性，其中，氣候預測是防災減災的關鍵。但當下氣候預測也面臨著重大科學挑戰，多年來，團隊直面挑戰、滿足國家急需，實現氣候預測方面的預期突破。成果一：創立季風與ENSO相互作用的新概念和新理論。首創季風與ENSO相互作用新概念；發現70年代末東亞夏季風顯著變弱，以及對流層中層變冷、我國東部降水出現南多北少的主要特征；發現北極海冰變異對我國東部霾污染有重要影響。成果二：領銜研制國際通用陸氣耦合模式。創建了多孔介質理論框架下的完整陸面過程模式；完成了CLM陸面過程數學物理表達、模式整體設計；在基本方程、水分相態變化、次網格參數化、復雜問題分解、計算穩定性、模式整體協調性等關鍵問題做出重大創新。成果三：創建熱帶季節內振蕩傳播理論和預測模型。提出夏季季節內振蕩北傳的重要理論；首創時空投影延伸期（10—30天）預報模型。綜合以上研究成果，在氣候預測方面已經實現了ENSO預測準確度和SST預測的明顯提高；構建出有效的東亞延伸期預報方法；東亞主要區域季節-年際預測水平質的提升，并于創建若干有效的年代際氣候預測模型等季風氣候預測等方面實現重要突破。