利用三个站点(金华、合肥和兰州)同时期的观测数据对边界层高度进行了反演、统计和分析。研究结果表明,三个站点的边界层高度具有明显的季节、日变化特征。除冬季外,金华和合肥的边界层高度要低于兰州。兰州的边界层高度的上升和下降时间与日出、日落时间有着良好的对应关系,合肥的边界层高度则在日出数小时后才出现明显上升。金华、合肥和兰州日间月平均边界层高度最高值分别出现在9月、8月和6月,月平均最大混合层高度出现的月份分别是9月、8月和7月。了解边界层高度的时空分布规律,可以为空气污染防治、天气预报以及气候预测等提供进一步的参考。

由于大气中气溶胶垂直分布复杂,常用的梯度法和小波协方差变换法在边界层高度自动连续识别方面仍具有较大的不确定性。选取在浙江金华两个时间段内观测得到的双波长激光雷达数据,将二维矩阵方法应用于复杂大气垂直分布情况下边界层高度的反演,从距离和时间两个维度优化边界层高度的反演结果。研究结果表明,在气溶胶垂直分布出现多层结构的情况下,小波协方差变换法反演的边界层高度有较大的误差,而二维矩阵方法具有一定的优势。在532 nm波长基于二维矩阵方法和小波协方差变换方法反演的边界层高度与1064 nm波长基于小波协方差变换方法反演的边界层高度的相关系数分别为0.87和0.37。边界层高度与地面温度变化趋势一致,表明边界层高度的反演结果是可靠的。二维矩阵方法为进一步改善无云情况下(3 km以内无云层出现)激光雷达自动连续识别边界层高度可靠性提供了很好的借鉴与参考。

梯度法、标准偏差法只能反演单一时刻的大气边界层高度，为此，提出了一种可以反演一段时间内大气边界层高度的图像边缘检测法。通过对常规方法的介绍和分析，说明研究图像边缘检测法的必要性。利用自主研发的激光雷达实测数据进行反演分析了一个昼夜和4种不同天气背景下的大气边界层高度，图像边缘检测方法与梯度法和标准偏差法反演大气边界层高度的均方根误差最小值为9.4 m和11.4 m。实验结果表明，该方法简单可靠、准确性高、不需要选取初始值，与传统常规方法相比具有更低的敏感性和更强的自适应性。

大气边界层与人类关系最为密切,它的高度分布直接反映了近地面的大气状况。而今激光雷达已成为探测大气 边界层时空演变特征的最有效手段,但如何从大量的测量数据中精确提取大气边界层高度则成为限制其应用的主 要问题。介绍了四种常用的大气边界层高度提取方法,即梯度法、标准偏差法、曲线拟合法和小波协方差变换 法,并结合自行研制的偏振拉曼-米散射激光雷达的实测数据,分别对四种方法的提取结果进行分析。结果表明: 四种方法各有优缺点,梯度法、标准偏差法和小波协方差变换法比较相近,准确性高但不稳定；而曲线拟合法 的稳定性好,但提取结果相对折中。总体而言,曲线拟合法更适用于大量数据的批处理运算。

介绍了大理国家气候观象台建设的大气边界层(PBL)观测系统,并对该系统自运行以来出现的故障进行分析和总结。试图 提出一套适用于PBL观测系统特点的局部故障的分析方法,该方法可以有效提高判断仪器出现故障和数据 出现异常的效率,保障数据采集的完整性、可靠性和准确性,可供维护PBL观测系统的工程技术人员参考和借鉴。

用微脉冲激光雷达(MPL)研究了机动车限行措施对城市大气污染影响。2007年8月北京市车辆限行期间, 对近地面层气溶胶的光学特性进行连续立体监测, 在对激光雷达系统及其数据处理方法讨论的基础上, 反演了近地面层气溶胶消光系数、大气边界层高度以及颗粒物质量浓度的时空变化, 通过和未限车期间近似气象条件下观测数据的分析比较, 发现限车期间颗粒物质量浓度呈现下降趋势, 监测区域上空大气污染层厚度减小, 证明车辆限行减排是一项减轻城市大气污染的有效措施, 为我国城市空气污染治理提供了科学依据和参考。

用微脉冲激光雷达对西藏那曲地区和北京郊区2004年夏季大气对流层气溶胶的光学特性进行了测量和分析，给出了两地区气溶胶消光系数的垂直分布以及那曲地区的大气边界层高度．结果表明：北京郊区大气对流层气溶胶的组分、浓度及粒径分布较那曲地区呈现出较大的不均匀性，那曲地区则具有较好的近地面空气质量．因此，利用微脉冲激光雷达可以实现大气气溶胶的有效测量．

运用一种新型边界层气溶胶监测激光雷达,在北京丰台区进行了外场实验,探讨了大气边界层(PBL)内气溶胶消光系数与湿度、风速等气象条件的关系,并给出了消光系数的时空分布。实验结果表明,水平大气气溶胶消光系数与黑碳质量浓度、地面风速等近地气象因子均有较好的相关性;边界层气象因子直接影响气溶胶的时空扩散和分布;在近地面风速较小等条件下,北京城区气溶胶污染在凌晨和上午较下午和前半夜严重。

介绍了自行研制用于环境监测的车载式激光雷达(AML-1)系统及典型特点,其在测量气溶胶时不但可以全天候探测,还可以从不同仰角进行测量,对实现连续、实时、大范围监测大气污染有着重要的意义.结合该激光雷达的特点,从垂直、斜程、二维扫描等方面分别给出了该系统探测气溶胶时的典型结果和时空分布图,总结了AML-1车载测污激光雷达系统在测量气溶胶时的优越性和意义.