利用多年积累的我国几个典型地区的太阳辐射计观测数据，反演了秸秆燃烧和沙尘日及其前后晴朗日的气溶胶光学厚度(AOD)和表征粒子尺度的ngstrm指数(α)，并运用观测结果和反演数据对已知气溶胶源予以验证。对比分析了多个典型地区源自秸秆燃烧和沙尘的气溶胶光学特性，结果显示，秸秆燃烧和扬尘时AOD都大幅增加，而α在秸秆燃烧时比通常晴朗日增大，取值大于1.3; 在扬尘时比通常晴朗日明显减小，取值小于0.5。另外，不同地区不同气溶胶源的AOD与α的关系明显不同。分析结果表明， α可作为秸秆燃烧和沙尘天气的一个标志参数，为生物燃烧性有机碳黑气溶胶光学特性的检测方法提供依据，也可为分析我国西北城市地区受周边沙漠的影响程度提供有益参考。

利用光在镀膜玻璃管中传输的特点，介绍了一种测量大气气溶胶消光系数的新方法。该方法将某一波长的光以一定角度入射到充满气溶胶的玻璃管中，经管壁的多次折返大大增加了光程，气溶胶对光的衰减信息可以通过玻璃管两端的探测器测量得到，利用比值计算方法消除光电转换过程中因光强波动、管壁不均匀以及分子散射等带来的测量误差，提高了气溶胶消光系数测量的灵敏度。将用该方法测量气溶胶在波长550 nm上的消光系数，与能见度仪测量结果对比表明此方法测量结果是合理的，且该方法具有原理简单、操作方便等特点。

利用通用大气辐射传输（CART）软件模拟计算了0.4~2.5 μm波段卷云大气反射率，分析了卷云大气的反射率随波长、光学厚度、有效尺度、卷云高度和地表类型变化情况，并模拟计算了0.55，1.38，2.75 μm波段卷云大气反射率间关系。结果表明，可见光到近红外波段，卷云大气反射率随卷云光学厚度的增大而增大。 可见光波段，卷云大气反射率随卷云粒子有效尺度变化很小；近红外波段，卷云大气的反射率随卷云粒子有效尺度增大而减小；近红外大气强吸收波段，卷云大气的反射率随卷云高度的增大而增大。大气窗口区卷云大气的反射率随地表类型的变化有显著的变化。通过0.55 μm和2.75 μm波段，1.38 μm和2.75 μm波段的卷云大气反射率间关系可以反演卷云光学厚度和有效尺度。

沙尘天气是一种特殊的天气现象。为了研究沙尘天气下气溶胶的特性,利用激光雷达和粒子计数器的实际测量结果, 对浮尘、扬沙和沙尘暴三种天气下沙尘气溶胶谱分布特性进行了分析,并分析了风的扬沙作用。最后利用激光雷达测 量结果对扬沙天气的形成发展和消退过程进行了分析。

提出了反演折射率虚部的方法.以光散射为原理的粒子计数器测量光学等效直径,其结果受折射率虚部的影响较大；以粒子飞行时间为原理的粒子计数器测量空气动力学直径,其结果不受折射率虚部的影响.利用两种仪器的测量结果受折射率影响的差异来反演大气气溶胶的折射率虚部.通过与其它独立的测量结果对比表明,该方法反演气溶胶折射率虚部是合理的.

利用T矩阵方法研究卷云中圆柱状粒子取向比对散射特性的影响, 计算了在小尺度范围内圆柱状冰晶粒子的散射特征量如散射相函数、消光效率因子、不对称因子及单次散射反照率, 并将计算结果与等表面积、等体积及等效体积与投影面积比三种情况下的球形粒子的相应值进行了对比。结果表明：体积与投影面积比等效最接近真实值; 取向比对不同尺度柱状粒子散射特性的影响存在相似性且有必要加以考虑; 此外, 发现等表面积、不同取向比粒子的散射相函数有一交点\.

针对大气气溶胶质量浓度的测量在城市污染监测中的重要性，提出了利用双角度光学粒子计数器测量大气气溶胶质量浓度的方法，该方法利用气溶胶粒子体积谱和密度来计算气溶胶质量浓度，可以对不同粒径范围的气溶胶质量浓度进行计算，最后采用2004年9月和2007年11月在北京测量的数据对计算的PM₁₀和PM_2．5进行验证，证明此方法是可行的。该方法对使用光学方法测量气溶胶质量浓度具有参考意义。

针对空气动力学粒径和光学等效粒径之间存在的差异,本文提出对空气动力学粒径进行光学修正的方法。该方法根据黑碳仪(AE)、浊度计(IN)和光学粒子计数器(OPC)的测量结果,对气溶胶折射率进行反演,再利用反演的折射率结合黑碳仪和浊度计的测量结果对厦门地区空气动力学粒度仪(3321)测量的空气动力学粒径数据进行光学修正,与光学粒子计数器测量结果对比表明修正的结果是合理的。最后还对引起空气动力学粒径和光学等效粒径之间差异的原因进行了分析。

为了分析气溶胶粒子特别是细粒子(PM_2.5)对能见度的影响,从理论上建立了气溶胶细粒子与能见度的关系,分析了谱分布的变化对PM_2.5/PM₁₀和细粒子消光所占总消光比重的影响。对测量数据与理论计算结果进行了对比分析,结果表明:所建立的气溶胶细粒子与能见度的关系是合理的,理论计算的误差小于30%,这对治理污染和提高城市能见度具有指导意义。