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赵柏林对大气科学的国际合作，做出了很大贡献 ，他是国际大地测量及地球物理协会(IUGG)中国际云降水委员会(ICPP)执行委员(1986―1992) ，国际核化与大气气溶胶委员会(ICNAA)委员(1992―1996)，曾赴美国 、日本 、德国、苏联等国讲学和访问 。他主持了世界气候研究计划中全球能量与水循环试验(GEWEX)和热带降雨测量卫星(TRMM)的中日国际合作项目。 1961 云雾中的电荷；
1987 《大气探测原理》
1989 利用微波辐射计研究云雨过程；
1994 卫星TIROS-N TOVS资料研究大气及云层特性；
2001 《赵柏林文集》
1?赵柏林 、丁荣良 ，雨层人工增雨的可能性(一) ，气象学报，1963，33 。
2?赵柏林 、薛凡炳 ，关于冰雹成长机制 ，气象学报，1963 ，33 。
3?赵柏林、尹宏 、李慧心 、胡成达、朱元竞 ，微波遥感大气层结原理和实验，中国科学 ， 1980 ，9。
4?赵柏林、赵文中 、杜金林，微波遥感水面油污状况的研究 ，中国科学 ，1983，3A 。
5?赵柏林 、王强、毛节泰 、秦瑜 ，光学遥感大气气溶胶和水汽的研究 ，中国科学，1983，10B 。
6?赵柏林 、韩庆源、朱元竞 ，微波遥感土壤湿度的研究 ，中国科学，1985 ，5B。
7?赵柏林 、韩庆源 、朱元竞 ，微波波段大气衰减的研究，气象学报 ，1987 ，45(1)。
8?赵柏林、张霭琛，大气探测原理 ，气象出版社 ，1987 。
9?Zhao Bolin,Zhang Chengxiang,Mao Jietai and Wang Qiang，Optical Remote Sensing of Atmospheric Asersol,Vapor and Trace Gas NO2,Aerosol and Climate ， Hampton:A Deepak Publ?,1988.
10?Zhao Bolin,Microwave Radiometer Remote Sensing of Atmospheric Sounding ， Oil Slick and Soil Moisture，Microwave Remote Sensing of the Earth System,Hampton:A?Deepak,Publ?,1988.
11?Zhao Bolin,Study on Cloud and Rain by Microwave Radiometer Observation， Atmospheric Research,1989 ，24(4).
12?赵柏林 、张呈祥 、毛节泰 ，大气痕量气体NO2的研究，中国科学 ，1989 ，11B 。
13?赵柏林、傅强 、杜金林 、胡成达、李慧心，微波遥感大气特性和天气变化 ，中国科学 ， 1990，4B。
14?Zhao Bolin,Yu Xiaoding On Eastern Asian Duststorm ，Advances in Atmospheric Sciences,1990,7(1).
15?Zhao Bolin,Study on Microwave Remote Sensing of Atmosphere,Cloud and Rain ，Advances in Atmospheric Sciences，1990 ，7(4).
16?Zhao Bolin,Zhen Jinming,Hu Chengda,Du Jinlin,Zhu Yuanjing,Zhang Chengxiang,Study on Cloud and Marine Boundary Layer ，Advances in Atmospheric Sciences,1992,9(4).
17?Zhao Bolin,The Status of Atmospheric Aerosol of Eastern Asia，Nucleation and Atmospheric Aerosol，Hampton:A?Deepak Publ. ，1992.
18?Zhao Bolin,Li Wanbiao,Zhu Yuanjing,Study on Atmospheric Ozone in East Asia ，Advances in Atmospheric Sciences，1994,11(1). 赵柏林教授主持的“淮河流域能量与水分循环试验和研究 ”（1997―2003） ，它是世界性大气科学试验之一 。因为全球能量与水分循环试验（GEWEX）在全球设立五大试验区 ，亚洲为东亚季风区试验（GAME），中国“淮河流域能量与水分循环试验和研究”是亚洲季风区试验的重要组成部分 。
它是中国自然科学基金重大项目和日本文部省的科研项目 ，有中日韩24个单位参加。
赵柏林院士领导的项目组圆满完成了项目的实验和研究任务 ，在淮河流域气象、水文观测试验的组织与实施方面；在试验资料的回收与建库，以及在资料的四维同化系统研制方面；在淮河流域水热循环结构研究 、水文-气象模式嵌套和预报 、TRMM卫星和雷达资料用于暴雨监测和预报等方面都具有创新和特色 ，总体上达到了国际先进水平 。具体表示在：
1．于1998年和1999年在以淮河流域为中心的中国东部地区成功地开展了大型的气象和水文联合外场观测试验 ，这是第一次包括了数字化天气雷达和多普勒雷达组成的三维观测网，观测了梅雨锋系统中的中尺度和中尺度的云和降水的四维结构 。这是国内外首次在东亚半湿润季风区开展的气象与水文联合试验。
2．研制出的区域资料同化系统及四维同化资料数据集 ，已被国际和国内相关研究工作应用 。这些资料对于东亚季风和梅雨锋系统的诊断分析和机理研究有很重要的价值 。HUBEX资料的高质量获取 ，对于东亚季风试验计划（GAME）的高质量再分析资料集的建立，做出了重要贡献。对世界气候研究计划起到推动作用 。在GAME计划中HUBEX起到了重要作用 。
3．研究了淮河流域水热循环中不同物理过程的作用及其对区域气候的影响，获得了淮河流域能量和水循环的综合物理图像 ，以及陆面过程中的定量参数和地气交换特征。这些结果已被用于气候模式的改进和预报中 ，并在应用中取得了良好的效益。
4．利用最新TRMM等卫星和雷达探测资料，反演和提出了淮河流域梅雨锋系统中的中尺度云雨结构特征 ，为深入了解梅雨锋暴雨的形成机制和暴雨预报 ，提供了重要的物理依据，该项研究在中尺度短期暴雨预报中成功地进行了暴雨数值模拟实验和实时预报 ，取得了良好的效果 。
5．利用获取的试验数据 ，改进了区域气候模式，研制出新的陆面过程模式和水文模型 ，并且进行了区域气候模式与水文模型的耦合研究 ，在江淮梅雨和淮河汛期降水的气象水文预报中取得了明显效果 。在淮河流域洪水预报中已经发挥了良好的作用。
6．在参加GEWEX/GAME的国际合作中，取得了突出的成果 。特别是在中日科学家通过共同开展淮河能量和水循环研究、在东亚季风过程的观测 、分析 、数值模拟等合作研究 ，促进了两国科学家的合作与交流 ，产生了良好的国际影响 。 1970-1987 微波辐射计及其环境遥感应用；
1988-1992 西北太平洋云辐射实验；
1986-1990 微波遥感海洋大气边界层及数据处理；
1986-1990 TIROS-N TOVS精确反演；
1993-2003 淮河能量与水分循环试验 ；
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