激光雷达在云观测中起着非常重要的作用，是云遥感探测的主要仪器之一。目前，激光雷达大都是固定指向天顶角或者某个角度，对云分布的取样有限。本文建立用于云观测的扫描激光雷达，该系统使用小型固态激光器背负于接收望远镜上，望远镜固定于三维扫描平台，整个系统可以工作于不同的扫描模式以实现全天空云的监测。通过利用该扫描激光雷达对云的分布进行测量，并与已有激光雷达观测数据的对比，结果表明，与传统激光雷达相比扫描激光雷达能够精细的描述出云高和云光学厚度的空间分布，体现了扫描测量激光雷达在云探测方面的优势。

云粒子探测仪效率高、结构简单，在人工影响天气的活动中起着重要的作用.本文提出一种使用单模光纤耦合输出的685 nm激光作为光源的新型云粒子探测仪.该仪器利用小孔光阑切割激光光束，使用相对均匀的中央部分的光束照亮云滴，采用具有两个高速A/D转换芯片（10M/S）的嵌入式计算机来不断地获取和处理云滴粒子信号，将所有云滴的原始数据存储在嵌入式计算机的固态磁盘中进行云滴粒径分布计算，并将计算结果发送到机舱内主计算机中即时显示.实验中，使用固定尺寸的标准粒子对仪器进行标定，获得不同直径云滴粒子信号变化幅度，从而获取该探测仪对云滴粒子的响应曲线；将探头安装在飞机上进行了现场观测实验，结果表明这种探头具有云滴测量能力.

利用激光云高仪数据资料, 得出气溶胶后向散射系数时序图、消光系数廓线图以及能见度, 结合探空资料、自动气象站数据以及能见度仪数据, 综合分析了雾霾天气过程.结果表明:雾霾天气的出现受气象要素的影响较大, 静、小风有利于霾的出现, 较高的相对湿度有利于雾霾共存, 并且对能见度产生较大影响; 雾后向散射强度较大, 后向散射系数在垂直方向变化率大, 出现高度较低; 霾后向散射强度较小, 霾空间分布均匀, 后向散射系数垂直变化小, 出现高度较高.利用激光云高仪数据反演水平能见度和垂直能见度, 所得水平能见度与能见度仪所测能见度基本一致.垂直能见度与相对湿度日变化趋势大致相反, 与风速日变化趋势基本一致; 分析雾和霾天气下后向散射系数随时间变化特征发现, 雾霾天气下傅里叶变换的功率谱分布, 与雾和霾的边界特征相对应.

卷云具有辐射强迫作用，而卷云的微物理特性是影响辐射强迫的主要参数。对基于微脉冲激光雷达和毫米波雷达联合反演卷云微物理特性的算法进行了研究。该算法首先利用微脉冲激光雷达探测到的卷云回波信号反演出消光系数，然后用该消光系数和毫米波雷达测得的卷云回波信号强度值共同反演出卷云的冰水含量(IWC)和粒子有效尺寸(GES)。使用微脉冲激光雷达数据和毫米波雷达数据对发生在寿县的一次卷云过程进行分析，得出卷云冰水含量分布在10-3~10-1 g/m3，冰晶粒子有效尺寸分布在1~200 μm，与经验值相符，其变化也符合卷云的演变规律，说明了该方法的有效性。