穆穆主要从事大气-海洋动力学及天气与气候的可预报性研究。在大气与海洋运动的非线性（不）稳定性方面，对于两维正压、多层斜压和三维连续层结准地转模式，建立了Arnold第二非线性稳定性判据。在天气、气候的可预报性研究方面，提出了条件非线性最优扰动(CNOP)方法；用该方法研究了厄尔尼诺春季预报障碍，海洋热盐环流对淡水通量扰动的敏感性等问题；揭示了研究可预报性问题时，使用CNOP方法考察非线性过程的重要性。