介绍了中国气象局南京综合观测基地拉曼瑞利米氏激光雷达(RRML)系统。为了获得对基地上空气溶胶的可靠观测数据，利用该系统米氏通道回波信号对南京北郊对流层气溶胶进行观测，反演得到不同天气条件(晴、多云)下的典型气溶胶消光廓线，观测了一次无风时气溶胶扩散过程。分析了南京北郊气溶胶光学厚度随时间、风向的变化特征。观测南京地区多云天气的云底高度和层云内部消光结构，并对层云进行实时监测。结果表明：利用激光雷达能够很好地对气溶胶实现监测，多云或者有污染天气气溶胶光学厚度明显偏大，全年气溶胶光学厚度先增大后减小，同时由于地理位置原因，对流层气溶胶光学厚度受到偏南北方向风影响较大。对层云的观测表明层内部的消光结构呈现对称和不对称两种情况。而通过对气溶胶的监测发现，在无风时，边界层处气溶胶向下扩散，使得整个边界层内下方气溶胶消光系数增大，而整个边界层内光学厚度保持不变。

本文探讨在背景噪音影响下,差分吸收激光雷达测量臭氧的不确定性:背景噪音对臭氧浓度廓线的影响正比于背景噪音强度、强吸收波长和弱吸收波长的回波信号强度比.理论计算结果表明：合适的回波信号强度比可以使激光雷达背景信号对夜间臭氧探测浓度的影响变得非常小,可以忽略不计.实验结果表明：用波长对（280 nm,285 nm）对大气臭氧进行观测时,适当调节两波长回波信号强度比为0.96时, 背景信号对臭氧浓度探测的影响小到可以忽略的程度.模拟分析和实验观测结果相接近，证实了理论推算的合理性.在背景噪音强度未知的情况下，通过调整强吸收和弱吸收两波长的激光脉冲的能量，在示波器上得到适合的回波信号强度比值，可以抑制背景噪音信号对臭氧探测结果的影响，确保夜间臭氧测量的准确性.

利用拉曼-瑞利-米激光雷达对南京北郊雾霾气溶胶进行观测和分析,并和气象预报相比对。2009年12月2日进行了长时间连续的观测实验,分析比较2009年12月2日观测的雾霾激光雷达距离矫正信号和2011年1月10日南京北郊晴空大气边界层气溶胶激光雷达距离矫正信号的区别和特征。实验结果表明：2009年12月2日10：00至19：00观测出现雾霾,激光雷达观测到雾霾出现的时间段和当天南京气象预报相吻合;南京北郊雾霾出现在低空300 m左右,厚度大约为700 m,大气边界层气溶胶出现的高度为1 000 m左右,厚度大约为1 500 m。

介绍了南京北郊大气气溶胶观测及其数据分析结果。利用 Raman-Rayleigh-Mie激光雷达系统对南京北郊气溶胶进行常规观测，并对观测数据进行反演分析。详细分析了米氏散射气溶胶消光系数的反演结果随边界值变化的灵敏度，提出了较为准确的气溶胶边界值的确定方法，由此得到较为准确的气溶胶光学参数。通过与地面观测结果的比较，说明了Raman-Rayleigh-Mie激光雷达的观测结果具有可比性，其边界值的确定及其反演方法在一定程度上可信，可行。