利用中国气象局南京综合观测基地的微脉冲激光雷达对南京北郊的气溶胶特性进行了常规的观测,并计算了气溶胶的退偏振比,反演了气溶胶的消光系数,分别得到气溶胶退偏振比及消光系数廓线。分析了不同天气情况下退偏振比和消光系数变化趋势的关系,发现退偏振比和消光系数有一定的相关性,即粒子非球形的程度对其消光的大小有一定的影响。初步探测结果发现:在同一个时刻,晴天和雾霾天时二者变化趋势相同,探测到水云时二者变化趋势相反,探测到冰相云时二者变化趋势相同,研究表明:当探测到气溶胶和冰相云时,粒子的非球形特性越明显其消光系数越大;当探测到水云时,粒子越近似球形其消光系数越大。

利用位于中国气象局南京综合观测基地的Rayleigh-Raman-Mie激光雷达Raman通道实测数据反演分析南京北郊气溶胶光学特性。在反演计算消光系数的过程中发现Raman信号波动很大、起伏很多,对我们反演结果带来了很大的困难,导致消光系数值波动范围达到-0.1~0.4 km-1。经过反复试验计算,用小波去噪解决这个问题,并将其反演结果与同一时刻同一仪器不同通道(Mie通道)反演结果进行对比,2011年3月30日晴天条件下二者消光系数都在0.05 km-1左右,它们的趋势具有很好的一致性,表明小波去噪能提高Raman散射反演气溶胶光学特性的准确性。

利用中国气象局南京综合观测基地的Rayleigh-Raman-Mie激光雷达Mie通道实测数据反演分析南京北郊气溶胶光学消光特性。对2013年11月至12月雾霾天气进行观测并分析得到光学消光系数,并结合CALIPSO卫星搭载的激光雷达CALIOPSO level.2分类产品数据进行消光特性参数分析。利用CALIPSO监测2012年冬季一次沙尘过程所得结果与地基微脉冲偏振激光雷达结果一致。

利用多波长差分吸收雷达同时观测Miyakejima（34°04′22″N,139°31′40″E）火山爆发在对流层产生的SO2、O3以及气溶胶。此观测技术通过合理选择激光波长对（（288.83nm,289.83nm）,（288.10nm,289.83nm））能消除观测数据中由于SO2、O3的吸收以及气溶胶散射导致的相互影响,提高观测精度。用波长对（288.10nm,289.83nm）测量O3的浓度,然后再用实测O3所产生的吸收矫正其对SO2观测（使用波长对（288.83nm,289.83nm）)浓度的影响;气溶胶消光系数通过实测弱吸收波长回波信号（或由532nm 的单波长回波信号）直接反演所得,并用来矫正气溶胶对SO2、O3观测产生的散射和消光误差;介绍了实验之前用于测试光路调试的定标误差分析,以及由于激光能量和实测大气的不稳定产生的统计误差。 实测火山爆发产生的对流层二氧化硫的浓度高达45ppb,测量误差小于10ppb,远远大于通常情况下二氧化硫的本底浓度1ppb;长期观测对流层臭氧的浓度约为45ppb,在2000年冬季对臭氧进行了时间为半个月的连续观测,最高浓度达250ppb,该高浓度臭氧可能来自于平流层的传输,该数据有助于研究对流层顶与平流层底交接区的大气运动。

使用中国气象局南京综合观测基地的微脉冲偏振激光雷达(MPL)对南京北郊上空气溶胶进行观测，分析反演实测数据得到气溶胶的消光系数和退偏振比廓线，结果表明:晴天大气、雾霭大气和水相云中气溶胶的退偏振比数值相当，冰相云的退偏振比明显较前三种气溶胶大。2009 年1 月~6 月50 次实验观测数据的反演结果表明：当云底高度为4 km以下时，退偏振比数值集中在0~0.05 之间；当云底高度在4 km 以上时，退偏振比数值集中在0.05~0.15 之间，且云底越高，较大数值退偏振比出现的几率越高。对比2012 年一次夏季雾霭和一次冬季沙尘实测数据的反演结果表明：沙尘出现的边界特征明显，而雾的边界特征模糊；结合消光系数时空分布和退偏振比的变化，可以监测沙尘的爆发与消散。将MPL 结果与CE-318 太阳光度计数据进行对比，两种仪器所测气溶胶光学厚度随时间的变化趋势基本一致。