实验室也非常重视与国内科研机构和业务部门的交流与合作。实验室成员分别与北京大学、复旦大学、中国科学技术大学、山西大学、中国科学院地质与地球物理研究所、北京大学第一医院、浙江电力公司、山东省气象局、北京市气象局、北京城市气象研究院、北京市人工影响天气中心、重庆市气象局重庆气象科学研究所、河北雄安新区气象局等机构积极开展合作研究。研究内容涉及紫外辐射与人体健康关系、污染与心血管疾病关系、复杂山地冰冻观测系统建设、强对流和雷电综合观测研究、雷电资料同化方法的研发和业务应用、气溶胶同位素源解析与模式溯源新方法开发、流星雷达与钠荧光激光雷达探测、西南地区降水的积云参数化方案、外场边界层观测、风功率预报、云室建设、冰核室内实验和外场观测等方面的工作。
实验室胡波研究员与复旦大学公共卫生学院开展紫外辐射与人体健康方面的工作，目前已经构建了高时空分辨率的紫外辐射数据集；实验室李兴宇正研级高工与浙江电力公司合作建设复杂山地冰冻观测系统，分别在浙江金华的泉溪、安凤、上黄建设600-700m、900-1000m、1100-1200m海拔高度层观测点位，可为实验室模式开发提供较难获取的复杂地形检验数据；实验室蒋如斌研究员、张鸿波副研究员等与山东省气象局、滨州市气象局共同推进了雷电与强对流天气观测实验站的升级建设；实验室郄秀书研究员、刘冬霞副研究员等研发的雷电资料同化方案应用于北京地区的强对流雷暴的监测预警业务中；实验室唐细坝副研究员与重庆市气象局重庆气象科学研究所合作，发展了适合西南地区降水的积云参数化方案；实验室胡非研究员与河北雄安新区气象局合作开展“雄安新区非均匀下垫面湍流通量观测”形成了一套雄安新区非均匀边界层风场垂直结构和湍流通量数据集。
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