本文研究了在实测的南京地区五种气溶胶分布下,大气气溶胶对三波长差分吸收激光雷达(Dual-DIAL)臭氧探测结果的影响,使用波长对266 nm,289 nm,308 nm进行了误差分析。通过对实际气溶胶的误差分析,模拟出在大部分高度上误差最小的C值(为消去后向散射及消光项误差引入的比值)C=1.7,并与传统方法取得的C=23/19进行了对比。讨论了气溶胶分布及含量对C值选取的影响及不同C值下误差随气溶胶变化的规律; 分析得出对于本文所使用的气溶胶分布以及波长对,取C=1.7时在气溶胶较均匀时误差接近于零,误差不会大于5%,当气溶胶变化率变高且频繁变化时误差最大可达40%。取C=23/19时误差很稳定,不随气溶胶分布变化,误差高度增加误差减小且小于10%。本文还讨论了不同气溶胶分布下C的选取方法。

对南京地区大气气溶胶的光学特性进行了反演，讨论了影响大气气溶胶消光系数反演准确度的不同因素。采用不同的方法对信号进行去背景处理，找出合适的去噪方法；利用五点三次平滑、小波去噪、十一点平滑等方法对去噪后的信号进行再处理，找出可以得到准确反演结果的方法。分析了Klett方法中的后向消光对数比与参考高度处的消光系数对反演结果的影响，分别对k的取值范围为0.67~1.0、σm的取值在1×10-5 km-1附近的反演结果进行了分析，在Fernald方法中分析激光雷达比的取值(范围为20~70)对反演结果的影响。对Klett与Fernald两种方法的计算结果进行了对比，发现在大气气溶胶含量低的区域，两种方法反演结果有差别，而在大气气溶胶含量较高区域，两种方法反演结果几乎相同。

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。

使用三波长双重差分吸收激光雷达（D-DIAL）与双波长差分吸收激光雷达（DIAL）探测臭氧时，模拟了气溶胶影响造成的误差，并分析了气溶胶的波长指数和气溶胶含量等对探测结果的影响；讨论了三波长双差分方法中C（为消去后向散射项及消光项误差引入的比值C）的取值对探测结果的影响。研究结果表明，存在最佳值C使误差接近于零，并模拟了C的最佳取值。在对流层分别使用波长对266 nm和308 nm (DIAL) 以及266，289，308 nm(D-DIAL) 进行多波长差分吸收激光雷达探测臭氧的误差模拟，在平流层中使用波长对308 nm和351 nm (DIAL) 以及308，339，351 nm (D-DIAL) 进行多波长差分吸收激光雷达探测臭氧的误差模拟。模拟结果表明：对流层气溶胶散射比R为2时，D-DIAL方法的误差小于1%，而DIAL方法的误差在10%~45%之间。在相同气溶胶含量下，平流层臭氧的探测误差要明显小于对流层臭氧的探测误差；当气溶胶含量很高时，用D-DIAL方法探测对流层臭氧误差最大可达6%，而在平流层误差最大只有3.5%。