Graduou-se em engenharia eletrônica (1974) no Instituto Tecnológico da Aeronáutica (ITA), em São José dos Campos, São Paulo e fez doutorado em meteorologia (1983) no Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT na sigla em inglês), Estados Unidos. Fez estágio de pós-doutoramento (1989) na Universidade de Maryland, EUA. Foi pesquisador do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia – Inpa (1975-1981) e do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais – Inpe (1983- 2012). Exerceu funções de gestão e coordenação científicas e de política científica como presidente da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Capes (2015-2016), diretor do Centro Nacional de Monitoramento e Alertas de Desastres Naturais – Cemaden (2015) e secretário de Políticas e Programas de Pesquisa e Desenvolvimento do Ministério de Ciência, Tecnologia e Inovação – MCTI (2011-2015). É coordenador do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para Mudanças Climáticas (INCT). Suas áreas de pesquisa abrangem geociências e ciências ambientais com ênfase em meteorologia, climatologia, modelagem, mudanças climáticas, desastres naturais e ciência do sistema terrestre, atuando principalmente nos temas ciências atmosféricas, clima, meteorologia, Amazônia e modelagem climática, interação biosfera-atmosfera, mudanças climáticas e desastres naturais. Recebeu vários prêmios como Fundação Conrado Wessel, na área de Meio Ambiente (2007); Von Humboldt Medal da European Geophysical Union (2009); condecoração da Classe Grã-Cruz da Ordem Nacional do Mérito Científico da Presidência da República (2010); “Prêmio a la Cooperación em Ciencia, Tecnologia y Innovación Dr. Luis Frederico Leloir”, do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação Produtiva, da Argentina (2011); Volvo Environmental Prize, Suécia (2016). Além da ABC, é membro da Academia Mundial de Ciências (TWAS, na sigla em inglês) e membro estrangeiro da Academia Nacional de Ciências, EUA (NAS, na sigla em inglês).