水汽凝结体对太赫兹波在大气中的传输衰减起重要作用。结合 T-matrix方法, 数值模拟了云层中非球形冰晶在太赫兹波段的吸收和散射效应, 建立了对称性非球形冰晶的太赫兹波衰减统计模型。分析了不同结构的非球形冰晶的消光特性, 对比 MPM模型的球形水云衰减, 结果显示太赫兹波段对称非球形冰晶的散射特性明显, 衰减效应强于球形水滴, 衰减系数平均为 20 dB左右, 1 THz以上消光截面随冰晶形状的变化而变化, 为太赫兹星地通信提供了参考数据。

利用太赫兹大气传输衰减模型, 比对太赫兹时域光谱系统的实验结果, 结合最新的HITRAN数据库, 发展了一个适用于纳米尺度的太赫兹信道分析模型。提出了一个0.1~5 THz宽的信道, 分析了此信道在纳米尺度的传输损耗和最大传输数据率。研究结果表明, 在纳米尺度0.1~5 THz宽的信道的传输数据率达几百Gbit/s, 随着天线增益等硬件性能的不断提升, 信道的最大传输数据率将达Tbit/s, 此研究对于纳米器件之间的快速、大数据量的信息共享具有重要的参考价值。

基于宽带太赫兹(THz)波的短距离宽带高数据率无线通讯是可行的。利用THz波大气传输衰减模型和经验的水汽连续体吸收,结合HITRAN数据库,发展了在THz频段电磁通信的一个新的传输模型,形成了对宽频THz波在地表真实大气中水平传输衰减、路径损耗和信道容量的数值模拟能力；提出了100~900 GHz频段的五个可行的通信信道。相比低于100 GHz的无线通信频带,虽然这五个信道具有的更大的自由传输衰减损耗，以及大气分子和水滴吸收衰减降低了通信数据率,但通过增加发射和接收天线增益,仍然可以在短距离实现THz低频带尤其是100~500 GHz的高数据率无线通讯。

基于修正的Van-Vleck Weisskopf(VVW)线型，辐射传输色散理论和水汽连续体吸收模型，结合HITRAN数据库，建立了太赫兹(THz)波大气传输衰减和色散模型，并与毫米波传播模型(MPM)的结果进行了对比分析。加入新的天顶分层方法，形成了对宽频THz波在真实大气中纵向传输吸收衰减和色散的数值模拟能力。研究了不同传输距离下THz波大气分层传输衰减与色散特性、340 GHz和410 GHz窗口特性。研究结果表明：340 GHz和410 GHz大气窗口垂直传输10 km以上，衰减分别低于25 dB和45 dB，群速色散很低，相位变化在0.01个量级，信号传输失真度小。

太赫兹大气传输是太赫兹科学技术及其应用的重要组成部分，渗透于所有的太赫兹应用技术领域。研究基于辐射传输、色散理论和 Van-Vleck Weisskopf线型，结合喷气推进实验室 (JPL)数据库，建立了太赫兹脉冲大气传输衰减与色散模型，对 0.1 THz~1 THz频段太赫兹辐射在水汽中的吸收衰减特性进行了数值模拟研究，与现有的文献数据进行了比对。通过计算太赫兹脉冲大气传输，分析不同水汽密度和传输距离对波形幅值、相位及频谱特性的影响，得到了 3个比较稳定的太赫兹脉冲大气传输窗口0.14 THz~0.17 THz、0.19 THz~0.32 THz和 0.32 THz~0.37 THz，为太赫兹通信和时域太赫兹空间传输提供了理论参考。

基于修正的Van-Vleck Weisskopf线型、辐射传输色散理论和水汽连续体吸收模型，结合HITRAN数据库，建立了太赫兹波大气传输衰减模型——VVWH，形成了对宽频太赫兹波在真实大气中水平传输衰减的数值模拟能力。同时对太赫兹时域光谱技术（THz-TDS）获取的透射光谱实测数据进行了对比分析。计算结果与实验结果总体变化趋势一致，在吸收谱线处两者吻合良好，但在低频的大气窗口区，实验结果相比计算呈现出更强的传输衰减。考察了相对湿度对太赫兹波大气传输衰减特性的影响变化。

基于van-Vleck Weisskopf线型与辐射传输色散理论,结合JPL数据库,建立了太赫兹脉冲大气传输衰减与色散模型,形成了对宽频太赫兹辐射脉冲在大气中的吸收衰减的数值模拟能力；并对利用太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)所获得的透射光谱实测结果进行了对比分析, 研究了不同水汽密度对太赫兹时域脉冲幅值、相位及频谱特性的影响.研究结果表明:短距离大气传输条件下,0.1~0.5 THz频段太赫兹脉冲的最大传输速率达20 Gb/s 以上,相较于单模光纤,更具短距离通信优势.