利用CE318型太阳光度计测量气溶胶光学厚度和波长指数的反演计算方法,选择晴好天气下新疆戈壁地区的 大气气溶胶光学厚度和波长指数数据进行统计分析,给出5种典型气溶胶光学厚度日变化类型。并对日均气溶 胶光学厚度进行月季变化特性分析,6～8月气溶胶光学厚度最小,达到0.1,而4月最大均值达到了0.73。 波长指数的分布和气溶胶光学厚度存在近似的反相关性,说明该地区的气溶胶光学厚度主要受沙尘 性气溶胶的平均粒径所影响。

湍流廓线激光雷达是近十年出现的测量大气湍流强度廓线的新技术，目前数据处理已成为该技术的关键环节。对湍流廓线激光雷达的数据处理方法进行了详细地描述，重点研究了双光斑图像背景阈值计算方法与大气湍流强度廓线反演算法。比较了迭代法、最大类间方差法和统计法三种背景阈值计算方法分别在强信号与弱信号下的计算结果，得出统计法是比较适合双光斑图像的背景阈值计算方法。在背景阈值计算的基础上对图像进行分割并计算得到双光斑的质心距，统计多帧图像的质心距起伏得到达角起伏方差。然后利用HV-21模型模拟了从到达角起伏方差反演大气湍流强度廓线的算法，所得结果与原始值大小相近、整体变化趋势一致，但是不能反映原始值的细节变化趋势。

为了在激光大气传输四维数值模拟中考虑激光光束抖动带来的影响，推导了光束抖动倾斜角与Zernike多项式低阶项系数之间的关系，提出了一种激光传输光束抖动效应的数值模拟方法。为验证该数值模拟方法的正确性，针对均匀聚焦光束，计算了大气湍流与抖动效应综合作用下长期光束扩展角半径，数值模拟计算结果与理论公式计算结果基本一致，验证了激光传输抖动效应数值模拟方法的正确性。

大气相干长度是大气光学研究领域中定量描述大气湍流介质的重要参量之一。分别介绍了大气相干长度的光强闪烁法和差分像运动测量法，并利用边界层闪烁仪和大气相干长度仪同时间同地点测量了戈壁某地近地面一公里传输路径上的大气相干长度，通过实验观测对比发现利用闪烁法测量的结果比利差分像运动法测量大气相干长度的值略小，但其量级和时间变化趋势基本一致。

使用太阳光度计测量了华南山区秋冬季节白天的大气透过率,分析结果表明:在10~12月中,测量地点的透过 率具有明显的日变化、月变化特征。一般每日最大透过率出现在12:00左右,除去水汽波段936 nm,其余波段 表现出10月的透过率较其余两月大, 936 nm波段则相反;对于340~1020 nm的垂直透过率, 除936 nm外,其余波段12月的垂直透过率明显低于其余两个月的测量值。10:00前的垂直透过率变化起伏 较大, 12:00后的垂直透过率变化较为平稳;不同月份的大气透过率或垂直透过率在10:00后相差不大,午后 的大气透过率或垂直透过率一般要好于午前的结果。测量结果可为该地区的有关光学工程应用提供参考。

天空光辐射亮度是大气光学特性的重要参数之一, 在空间目标探测与识别中有着重要作用。为了获取天空光辐射亮度, 评价光电系统探测跟踪空间目标的能力, 设计实现了一套天空光辐射亮度测量系统, 详细介绍了光信号收集和信号探测部分的工作原理, 及系统所应用弱辐射信号探测、辐射计量等关键技术。通过该套测量系统的初步应用及对测量结果分析表明：利用该套测量系统能够准确获取天空光连续光谱(光谱范围从380nm～1100nm)数据, 为应用研究提供了更多的光谱信息。

利用红外辐射源发出稳定的宽带辐射信号, ABB Bomem MR170 FTIR光谱仪作为接收探测系统,组建了一套近地面野外大 气红外大气透过率测量系统。通过FTIR得到的透过率与MOTRAN的计算结果进行对比,发现二者虽然具有较好的相关度,但是 在透过率较高的波段(2500~3000 cm-1, 4400~4800 cm-1)数据仍会有较大差别。结合水汽的变化情况,分 析了2400 cm-1的透 过率随时间变化情况,说明在局地环境下水汽参数变化会对模型计算的大气透过率带来影响。