基于两棱镜组合的光学特点提出了一种改进的光振荡装置。该装置由四个直角棱镜组成,通过调节棱镜间的相对距离和位置,可以改变基 线长度和振荡次数,使光线在光振荡装置中实现立体分布,达到增加光程的目的。通过测量输出光强度,得到大气消光系数和能见度; 对实际应用中激光器发散角所引起的光传输过程中光斑直径随光程增加而增大的情况进行了数值模拟,并分析了不同能见度对 应消光系数及不同光程的光强衰减比,为探测器的选取提供参考。

数值模拟了在给定条件下气溶胶粒子群平均有效半径和折射率虚部不同时大气层顶的反射强度和到达地面的透射强度，以及不同气溶胶垂直分布对各高度层的反射、透射强度和辐照度的影响。结果表明，当大气气溶胶光学厚度相同时，气溶胶垂直分布对15 km以下的反射和透射辐射影响较大；气溶胶粒子群平均有效半径和折射率虚部越小，大气层顶的反射强度和到达地面的透射强度越大。因此，对于准确地计算大气辐射不仅需要考虑气溶胶总光学厚度，还需考虑气溶胶粒子群的平均有效半径、复折射率和气溶胶垂直分布；计算中若只使用气溶胶模型中的经验值会带来较大误差。

大气气溶胶具有很强的时空变化特性,而气溶胶标高是反映大气气溶胶垂直分布特性的一个重要参量,常规获取大气气溶胶标高的方法需要多种仪器进行联合测量.基于均匀平行球面大气分层的假定,研究了利用太阳光度计的分层算法获取大气气溶胶标高的方法.结果表明,利用该分层算法可仅利用太阳光度计一种仪器同时获得各分层大气平均消光系数和光学厚度、气溶胶垂直分布高度、气溶胶标高等参数.该算法所得气溶胶标高与常规方法获得的气溶胶标高进行比较,相对误差在10%以内;得到的大气总光学厚度与整层算法计算的大气总光学厚度的相对误差小于2%.因而,利用该分层算法仅使用太阳光度计一种仪器来获取气溶胶标高的方法是可行的,拓展了太阳光度计的应用.

基于中分辨率成像光谱辐射仪第15和16两个近红外通道的反射率数据和空间几何角度参量, 利用Junge谱近似实际大气气溶胶模型, 采用一种物理迭代法, 同时反演了中国近海海洋上空气溶胶光学厚度和Junge谱指数, 并对反演方法进行了验证.结果表明:在所研究的海域上空，大部分气溶胶的光学厚度处于0.02～0.17间, Junge谱指数的范围集中在2.8～3.8间, 且都有从海岸到远海递减的趋势, 得到了合理的气溶胶Junge谱指数与气溶胶光学厚度的空间分布.将反演结果与中分辨率成像光谱辐射仪产品和气溶胶观测网数据作对比, 发现反演结果更加逼近气溶胶观测网数据的观测值, 具有更高的反演准确度, 在该区域具有较好的适用性,以及一定的可行性与可靠性.

太阳光度计是地基探测整层大气光学参数的重要仪器，而在一些研究与工程应用中更需要了解低层大气光学参数。基于均匀平行球面大气分层的假定，提出了利用太阳光度计测量的数据确定分层大气平均消光系数的算法。应用该算法处理POM-02太阳光度计的实际测量数据，研究表明这种分层算法得到的大气总光学厚度与整层算法得到的大气总光学厚度的相对误差小于3%。利用该分层算法求得的低层大气平均消光系数与激光雷达测量的消光系数进行比较，两者具有较好的一致性。因此，这种利用太阳光度计测量数据确定分层大气平均消光系数的算法是可行的，该算法拓展了太阳光度计的应用。