基于南海北部海域开展的走航观测，测量了颗粒直径为14~680 nm的气溶胶数浓度，分析了气溶胶数浓度时空分布、粒径分布特征。以核模态、Aitken核模态和积聚模态为基础，统计了气溶胶粒径谱谱型并对其分布模式进行了对数正态拟合。同时，讨论了航程中遭遇的一次冷锋过程对气溶胶数浓度、粒径和组分分布的影响。结果表明：沿海海域气溶胶总数浓度超过6800 cm^-3，远海海域气溶胶总数浓度约为1700 cm^-3；海洋气溶胶中位数粒径谱符合对数正态分布，近海气溶胶多为双峰型，峰值数浓度在200 cm^-3左右，而远海气溶胶多为单峰型，峰值数浓度在60~100 cm^-3之间；冷锋过程前的气溶胶样品属于海源气溶胶，呈现海洋本底气溶胶特征，而冷锋过程后的气溶胶样品为受台湾岛污染影响的陆源气溶胶。

云在地气系统中扮演着非常重要的角色, 当前气候模式的模拟仍然缺乏云体内部精细结构的数据。 而用传统的被动卫星辐射计遥感, 则会丢失大量的云层垂直分布的信息。 正是基于这些原因, NASA提出了CloudSat的发射项目, 提供必要的观测以使我们更好的理解云的内部结构。 CloudSat于2006年4月28日发射成功, 搭载第一个W带(94 GHz)云廓线雷达(cloud profile radar, CPR), 可提供连续地、 全球时间序列的云的垂直结构和特征。 利用CloudSat卫星数据对2009年第8号台风云系“莫拉克”和2009年的第15号台风云系“巨爵”进行分析, 根据云检测的结果, 获取了雷达反射率、 云类型以及云层光学厚度的连续变化特征。 这将为我们后续台风云系光学特性的研究提供参考。

大气边界层与人类关系最为密切,它的高度分布直接反映了近地面的大气状况。而今激光雷达已成为探测大气 边界层时空演变特征的最有效手段,但如何从大量的测量数据中精确提取大气边界层高度则成为限制其应用的主 要问题。介绍了四种常用的大气边界层高度提取方法,即梯度法、标准偏差法、曲线拟合法和小波协方差变换 法,并结合自行研制的偏振拉曼-米散射激光雷达的实测数据,分别对四种方法的提取结果进行分析。结果表明: 四种方法各有优缺点,梯度法、标准偏差法和小波协方差变换法比较相近,准确性高但不稳定；而曲线拟合法 的稳定性好,但提取结果相对折中。总体而言,曲线拟合法更适用于大量数据的批处理运算。

差分法(extinction minus scattering)是气溶胶吸收系数的常用测量方法之一。针对气候变化对气溶胶吸 收系数的敏感性要求,理论分析了基于光腔衰荡光谱测量消光系数、散射系数的不确定度,推导了气溶胶吸 收系数的不确定公式,并讨论了不同气溶胶单次散射联合反照率下气溶胶吸收系数的不确定度值,为研究 大气气溶胶吸收对气溶胶辐射强迫以及气候强迫的影响提供参考。

大气气溶胶的光学特性是大气环境、大气辐射、激光大气传输和进行空中目标识别的重要影响因子之一,而光谱气溶胶标高(spectral aerosol scale height,简称SASH)是反映气溶胶高度分布特征的关键参量;在考虑无云状态下可见和红外波长范围的太阳辐射情况时,不仅仅要考虑总的气溶胶消光的组成,而且还要估计不同空间间隔范围内的有效高度。文章基于大气气溶胶浓度随高度指数衰减的原理,利用前向散射能见度仪和连续光谱的太阳辐射计,并辅以必要的温湿探测设备,同时测量了典型地区大气柱光学特性以及近地面层的大气水平光谱消光系数,建立多波长SASH的计算方法,获得了可见光波段(波长400,440,532,550和690 nm)的大气SASH的变化特征:无论是沿海还是内陆地区,随着波长值的增加,SASH减小;对于东南沿海某地,一般地,冬季SASH要大于夏季的SASH;而对于内陆合肥地区,冬季SASH要小于夏季的SASH。

对合肥和东南沿海地区气溶胶粒子的光学特性进行了较为系统地实验观测和统计分析，并初步建立了两个典型地区气溶胶光学特性的模式，对这些地区气溶胶粒子的尺度谱分布、数浓度、散射和吸收系数以及大气能见度获得了规律性认识，这有助于较为全面地了解合肥和东南沿海地区大气气溶胶粒子的各种光学特征量，并可深入了解陆地和海洋型气溶胶粒子的光学特性。

利用米散射理论和分层球模型考察了典型的海洋型气溶胶粒子在内混合状态下的消光特性,据此分析了以等效折射率描述具有不同折射率的各种成分组成的内混合气溶胶系统的适用性.结果表明:对于单分散系统,在瑞利散射区域和几何光学区域内,不同混合比下消光效率因子的等效性比较好,而在米散射区域(1＜x＜20)内,消光效率因子的等效性较差;对多分散系统,在三种区域内不同混合比下消光截面的等效性都较好.因此,对内混合海洋型气溶胶系统而言,一般可以通过寻找合适的等效折射率计算其消光特性.

介绍了一种利用测量得到的大气能见度获取多波长气溶胶光学特性(主要探讨气溶胶的消光系数、散射系数和吸收系数)的新方法.首先,由能见度求出波长0.55μm的大气消光系数,在减去大气分子的消光系数后得到0.55μm气溶胶的消光系数,使用Mie散射理论求出气溶胶粒子的数密度;因为同一时间大气状态下气溶胶的数密度是不变的,所以再次使用Mie散射理论即可得到其他波长下气溶胶的光学特性.以1.06、1.536、3.75 μm为例,给出了合肥2003年近地面层的气溶胶光学特性,该方法对于研究大气环境和大气中光传输模式具有重要意义.

大气气溶胶对大气辐射和光传播具有重要影响，而标高是反映气溶胶高度分布特征的关键参量。利用连续光谱的太阳辐射计和前向散射能见度仪，测量了大气柱光学特性以及近地面层的大气水平消光系数，获得了可见光波段的大气气溶胶标高的变化特征：随着波长值的增加，气溶胶标高减小；对于实验当地的情况，一般冬季气溶胶标高要大于夏季的气溶胶标高。

厦门地区气溶胶粒子是夜晚多、白天少、阴天多、晴天少,平均粒子谱夏季8月份的大于秋季11月份的,冬季3月份的位于两者之间.冬季3月份的Junge指数v(2.2～2.8)和秋季11月份的v(1.8～2.2)昼夜变化较大.而夏季8月份的v值昼夜变化较小(2.0附近),11月和3月份的Junge系数No大致分布在0.5～2.0之间,而夏季的No值非常大(2.5～7.0),这说明厦门地区夏季半径在1 μm处的粒子非常丰富.厦门地区的粒子数密度夏季昼夜变化不明显,而冬季和秋季昼夜变化明显,主要受相对湿度和逆温层的综合影响.厦门地区2004年8月大气气溶胶折射率虚部的平均值为0.016,其昼夜变化不明显,2005年3月折射率虚部的平均值为0.033,并且其值白天小、夜晚大,昼夜变化很明显.