鄭慶林主要從事大氣環流值模擬試驗和中、長期數值天氣預報的研究工作,把大氣環流數值試驗和中度動力學研究結合起來。特別是開展青藏高原大氣環流的研究,大氣環流和福建、台灣海峽、台灣及台灣以東海面的颱風、暴雨以及各種災害性的數值試驗,提高了災害性天氣的預防水平和有關的科研成果。
1981年以來,鄭慶林接二連三地應邀到美國,從事近三年的大氣科學研究。他是中國方面與美國方面的《中美山地高原氣候合作研究計畫》中方負責人。他曾參加中國氣象考察組赴澳大利亞考察。1986年底,他作為中國高級數值預報專家,應邀到澳大利亞講學。1987年8月他作為中國山地氣象代表團負責人參加美國有關學術會議,並在會上作學術報告。
鄭慶林在數值天氣預報方面的研究成果顯著。他發表在《中國科學》上的《一個使用多時刻資料的數值天氣預報新模式》,獲得第一次全國科學大會頒發的重大科技成果獎,被許多國家認為是一篇開拓性的論文。他的論文《北半球四層初始方程譜模式及其在中、短期數值天氣預報中的套用》、《北半球三層準地轉波譜模式》、《北半球七層初始方程譜模式》等在譜模式方面填補了我國的空白,趕上了世界先進水平,獲得全國氣象科技成果獎。他發表在《美國大氣科學》上的《一個七層大氣環流模式和雲、輻射以及大氣動力學過程的相互作用的數值模擬試驗》,受到美國科學院院士的好評,被認為是這個研究領域的一個貢獻。在《美國大氣科學》上發表的論文《青藏高原的動力作用和熱力作用對大氣環流的影響的數值試驗》,取得了重要成果。他建立了全球七層大氣環流譜模式,為我國第一個成功地用大氣環流模式以某一時刻實測初始場出發製作30天期的數值預報,在長期數值預報研究方面取得了重要進展。
鄭慶林多年來在國內外有關刊物上發表了數十篇論文,在數值天氣預報方面的研究成果,不但為我國人民服務,而且在國際間學術交流做出貢獻,為我國爭得了榮譽。
氣象學家鄭慶林,是在開放、改革年代中脫穎而出,走上科研領導崗位的幹部。作為年輕的研究所所長,他一上任,就虎虎有朝氣地著手抓改革。他挑選了一批學有專長、積極能幹的中青年科技人員進入研究所的領導班子,帶領全所人員解放思想,把學術空氣搞得十分活躍,使科研勁頭明顯提高,工作朝氣蓬勃。1984年的《中國氣象》刊載題為《年輕的副研究員鄭慶林活躍在科研領導崗位上》的一篇文章,對他在研究所實施的改革措施和取得的成效,做了專題介紹。鄭慶林不僅自己抓一些基礎課題和國家重點課題的研究,還致力於研究所的統盤安排,他立志要用現代科研方法開創未來科研的新局面,爭取藉助大型乃至巨型計算機來開展大氣環流和動力氣候的模擬,建立更準確的長期數值預報模式,多出成果,多出人才,儘快地把他領導的天氣動力研究所,建設成為世界一流的研究所。