本文基于我国东部沿海岸线分布的Beijing-RADI、Beijing-CAMS、Xuzhou-CUMT、Taihu、Hong_Kong_PolyU、Hong_Kong_Sheung六个AERONET长期观测站点的光学厚度（AOD）、Angstrom指数（AE）、单次散射反照率（SSA）、细粒子百分比（FMF）四种气溶胶的物理光学特性观测产品，结合Terra/Aqua MODIS Level2 C6 AOD产品，研究了我国东部地区气溶胶时空变化特性及类型特性。研究表明：1）北京、徐州、太湖、香港四个地区地基的AOD年均值徐州>太湖>北京>香港，依次为0.805±0.129、0.775±0.069、0.664±0.197、0.519±0.125；2）在AERONET站点处，MODIS AOD年均值检测值太湖>徐州>香港>北京，依次为0.902±0.227、0.772±0.082、0.547±0.064、0.517±0.234，与地基检测值依次相差22.2%、4.1%、5.5%、16.3%；3）AE年均值香港>太湖>徐州>北京，依次为1.314±0.054、1.213±0.084、1.198±0.104、1.118±0.078，表明中国东部地区污染物的粒径从北往南逐渐减小；4）北京、徐州、太湖、香港四个地区均以弱吸收型细粒子所占比重最大，依次为38.29%、44.99%、44.30%、48.14%，中度吸收型细粒子和强散射细粒子次之，其他类型的粒子均较少。

黑碳 (BC) 和棕碳 (BrC) 是大气中重要的吸光物质。近年来, 大气棕碳光吸收贡献已成为国内外研究热点之一。2014 年青奥会期间在位于南京江心洲的南京市气象局, 利用三波长光声黑碳光度仪 (PASS-3), 热熔蚀器 (TD), 气溶胶质量分析仪 (APM), 扫描电迁移率粒径谱仪 (SMPS) 和空气动力学粒径谱仪 (APS) 进行了大气实时观测。基于 Mie 模型和 AAE方法, 计算得出 BrC 在 405 nm 和 532 nm 处的平均光吸收系数分别为 (8.5±4.5) Mm－1 和 (3.2±2.1) Mm－1, 相应的平均光吸收贡献分别为 (22.7±12.0)% 和 (13.6±9.2)%, 说明 BrC 的光吸收能力具有波长依赖性。进而对核-壳和外混两种模型中 αBC 随复折射指数变化做了敏感性分析。在这两种模型中, αBC 均对 BC 核复折射指数虚部最为敏感, 其次是 BC 核复折射指数的实部; 不同的是, 在外混模型中非吸光物质复折射指数实部的改变不会影响 αBC。

气溶胶光学性质对于气候、环境以及卫星遥感具有重要意义。利用CE317太阳光度计定点观测了天津近岸2014年3～5月气溶胶光学数据, 分析了渤海湾近岸地区春季气溶胶光学特性。结果表明:气溶胶光学厚度(aerosol optical depth, AOD)光谱基本满足Angstrom关系; AOD日变化基本有三种变化趋势:上升型、平稳型、下降型;春季440 nm波段AOD均值为0.776, Angstrom指数α均值为1.011,浑 浊度系数β均值为0.344。将该结果与黄海近岸青岛地区的数据进行了比较分析,表明了气溶胶光学性质的区域性。

为获取徐州市郊大气气溶胶污染特征规律,利用地基遥感手段对2013年7月～2014年5月间徐州市郊气溶胶特性参数进行分析,结果揭示:(1)受冬季燃煤 供暖和夏季秸秆焚烧等因素影响,气溶胶光学厚度季节特征显著,且月际、日内波动性显著;(2)气溶胶粒子多含水分,干粒子极少,主要为混合型和人为污染型; (3)5月气溶胶以粗粒子为主控粒子,其余月份均以细粒子为主,且气溶胶粒子类型多样,成分复杂;(4)春季粗模态的气溶胶粒子多于细模态粒子,夏季 则相反,秋冬季节粗细模态粒子分布相当;另外,观测期间内徐州市郊基本未受到沙尘天气的干扰,积聚模态下的细粒子对徐州市郊气溶胶高污染的贡献更大。

介绍了一种在开放大气环境下、利用水平探测的双波长-偏振米氏散射激光雷达遥感地表气溶胶消光吸湿增长因子的新方法。在激光雷达垂直观测气溶胶吸湿性质相关研究报道的数据筛选方法的基础上，利用消光系数与实测相对湿度（RH）之间的强相关性，以及实测的粒子质量浓度和粒子退偏振比的变化规律作为判据，说明吸湿增长作用是引起地表气溶胶消光系数增大的主要原因。相比于激光雷达垂直方法观测气溶胶吸湿性质，该筛选过程更加严格地约束了激光雷达水平观测吸湿性质的筛选判据，且对气象条件的约束相对简单。利用筛选得到的有效数据，计算得到气溶胶消光吸湿增长因子，并分析其对波长的依赖特性。观测结果表明，在开放大气条件下，合肥地区粒子谱分布可能会出现单模态、双模态甚至多模态的复杂情况，导致Angstrom波长指数与相对湿度之间的变化规律表现为正相关、负相关和不相关3种结果；同样也导致短波的气溶胶消光吸湿增长因子弱于、等于或强于长波的气溶胶消光吸湿增长因子的多样性现象。

利用双波长激光雷达观测合肥地区地表气溶胶的波长指数，根据观测期间的风向信息，选择了城市污染和乡村扬尘气溶胶作为两次典型个例，分析相对湿度(RH)对气溶胶波长指数(AE)变化规律的影响。观测结果表明，两次个例相对湿度对波长指数的影响均较明显，但是两次个例中波长指数与相对湿度之间的相关性明显不同。扬尘个例期间，当相对湿度在49.2%~91.9%之间变化时，波长指数的变化范围为0.75~1.98。污染个例期间，当相对湿度在58.7%~96.0%之间变化时，波长指数的变化范围为0.2~1.56。污染个例期间，相对湿度与波长指数之间呈负相关性，导致该现象的原因可能是，当粒子尺度谱满足Junge分布时，由于亲水型粒子吸湿增长，导致其粒径增大以及波长指数减小。值得注意的是，扬尘个例期间，相对湿度与波长指数之间却呈正相关性，导致该现象的原因可能是粒子尺度谱分布是由污染细粒子和扬尘粗粒子组成的多模态分布。

利用云和气溶胶粒子的光学特性软件包(OPAC)对陆地型、海洋型、沙漠型和极地型四种典型类型气溶胶的吸收光学厚度进行了计算统计分析, 根据每一种类型气溶胶成分的差异, 分析了气溶胶吸收光学厚度随波长及相对湿度变化的规律, 建立了四种典型类型气溶胶吸收光学厚度与波长、相对湿度的定标关系。气溶胶吸收光学厚度随波长的幂指数衰减规律并不是在所有波长范围内均满足, 不同类型的气溶胶, 其适用的范围不同；气溶胶吸收光学厚度随波长和相对湿度的变化主要受气溶胶成分影响, 相对湿度的增大会导致气溶胶吸收特性的降低, 并会对吸收Angstrom指数造成影响。根据建立的气溶胶吸收光学厚度的定标关系, 可由气溶胶激光雷达等设备实测的某一波长的光学参量计算光电系统对应波长、不同相对湿度情况下的光学特性。

采用基于逐次散射法的矢量辐射传输模型，通过求解矢量辐射传输方程，分析了影响海面上空气溶胶光学参数反演的主要因素。根据海洋大气气溶胶模型，通过构建多参数的反射率和偏振反射率查找表，给出了用于海上气溶胶光学参数反演的查找表迭代查找法。利用自主研制的多角度航空偏振相机在渤海湾上空航拍的偏振辐射数据，反演获得了该海域550 nm波段的气溶胶光学厚度和ngstrm波长指数，其均值分别为0.441和1.15。通过与布置在京津塘周边的多个地基CE318太阳辐射计同步观测数据进行的对比校验发现，两者间具有很好的一致性，说明反演方法针对海天背景的实际问题的考虑和处理过程切实可行。

利用5个航次的海上实测资料,分析了东中国海域上空气溶胶的光学性质,并利用实测资料对SeaDAS软件中的气溶 胶模型在该海域的适用性进行了评估。结果表明：在该海域气溶胶大部分为弱吸收性类型(约占60%),同时也存 在强散射性类型(约20%)和强吸收性类型(约20%)。气溶胶粒径体积谱主要呈双峰模式,但是在双峰之间 还存在着一个不显著的次峰,因而用三个对数正态函数之和来描述气溶胶粒径体积谱要优于用两个对数正 态函数之和来描述。实测资料和SeaDAS气溶胶模型的单次散射反照率的对比结果显示,在该海域具有吸 收性的沙尘和烟尘气溶胶的影响不可忽略,而目前的SeaDAS气溶胶模型主要针对非吸收或弱吸收气 溶胶,不能完全满足东中国海域海色遥感大气校正的需要。