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。

大气黑碳气溶胶具有强吸光能力，由于形状和混合结构十分复杂，其光学特性具有较大不确定性。使用三维仿真建模工具EMBS建立不同分形维数（D_f为1.8和2.6）和混合结构的黑碳单颗粒模型，采用耦合离散偶极近似（DDA）方法计算光吸收强度（E_abs）、单次散射反照率（SSA）和光吸收截面（C_abs），并与多球T矩阵（MSTM）和Mie散射方法的计算结果进行对比。研究发现MSTM模型的E_abs结果对包裹程度F比较敏感，而DDA模型的E_abs结果对黑碳包裹层厚度的敏感性更高。DDA和MSTM模拟结果的差异主要来源于：1）DDA和MSTM方法中黑碳聚集体和包裹层形状的差异造成E_abs和C_abs的相对偏差分别为20%和23%；2）黑碳包裹层的相对位置变化导致光学结果具有2%~4%的相对偏差。因此DDA和MSTM方法的模型形状和结构差异导致光学模拟结果可能出现较大差异。

针对利用线性模型提取矿物含量精度较低的问题, 以波长范围为350～2 500 nm的岩石光谱为数据源, 基于光谱匹配方法进行矿物识别, 应用简化的Hapke模型将岩石样品反射率转换为单次反照率, 利用线性模型分解单次反照率进行含量提取, 并通过分段滤波及建立区域光谱库的方法提高识别精度, 建立了一种基于实测光谱数据的矿物含量提取方法。 通过对包古图V号岩体光谱数据的分析, 与X射线衍射结果相比, 该方法对长石类矿物的识别精度为100%, 含量提取精度为80.5%; 对粘土类蚀变矿物的识别精度为92.2%, 含量提取的精度为92.36%。 该方法将矿物学共生关系加入到矿物识别方法中, 保证了结果的可靠性; 提出了分段滤波的预处理思路, 避免了滤波算法对光谱波形及吸收特征的影响, 并且据有较好的去噪效果; 应用Hapke模型进行实测的岩石光谱解混, 能避免复杂的光谱非线性分解计算, 从理论上提高矿物含量提取的精度和计算的效率。 该方法对快速分析蚀变信息等工作具有一定的指导意义。

气溶胶是城市污染的主要成分，也是气候评估中最大的不确定因子。利用2011年1月至2012年12月气溶胶观测资料，分析了新型超级城市深圳地区的气溶胶光学特性。深圳地区气溶胶表现出强吸收特征，散射、吸收系数的平均值（标准偏差）分别为(175.4±127.8)×10-6 m-1、(30.5±24.5)×10-6 m-1，单次散射反照率平均值为0.83，较北京、广州等国内城市观测值大，但小于国外城市的观测值。气溶胶光学特征呈明显的季节变化，散射、吸收系数和单次散射反照率均在冬季最大，夏季最小。气溶胶特征日变化不仅受边界层日变化影响，还与当地风向、污染源变化、光化学反应及夜间复杂的化学反应有关。利用轨迹模式聚类分析不同来源气溶胶的光学特征，结果表明当气溶胶来源于污染地区和城市人口密集区时，气溶胶的光学特征值都较高，尤其冬季。来自污染地区的气溶胶单次散射反照率不仅大于来自干净地区的气溶胶单次散射反照率值，且大于污染源地区的值。

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。

气溶胶是影响气候变化和空气污染的重要因子.在深圳地区展开气溶胶观测实验,可以获得可靠的光学物理特征,进而有助于准确评估气溶胶在新型超极城市区域的气像和环境效应.本文利用2010年12月至2011年8月太阳光度计、黑碳和浊度计等气溶胶观测资料，分析了新型超级城市深圳地区的气溶胶物理光学特性.深圳地区气溶胶呈明显季节变化，冬、春季由于城市污染性气溶胶的影响，气溶胶光学厚度和Angstrom波长指数都较大，夏季受海盐气溶胶的影响，光学厚度较小，Angstrom波长指数也较小.光学厚度与Angstrom 波长指数对比表明城市综合性污染是引起深圳气溶胶高光学厚度的主要原因.深圳地区气溶胶的散射系数、吸收系数的平均值（标准偏差）分别为178.7×10-6 m-1（126.6×10-6 m-1）和32.5×10-6 m-1（18.1×10-6 m-1），均低于珠三角腹地多年观测平均值的二分之一和国内其他大型城市观测值.而单次散射反照率为0.81，与珠三角其他地区得到的结果接近.此外，气溶胶吸收、散射和单次散射反照率呈明显日变化，可能主要受大气边界层变化的影响.

介绍了一种利用太阳直接辐射和天空漫射辐射来反演气溶胶光学特性的方法,研究了其算法实 现过程。结合太阳辐射计CE318所测得的太阳直射辐照度和天空漫射辐亮度数据,反演获得了晴 朗天气下四个波段的气溶胶光学厚度、Angstrom参数、单次散射反照率、散射相函数和偏振 相函数。算法的实现为解决光学遥感应用中气溶胶散射相函数和偏振相函数的测量问题提 供了一个实用的方法。

根据Mie散射理论，以对数正态分布函数描述沙尘气溶胶粒子群的粒径尺度分布，计算了沙尘气溶胶粒子群在0.2~40 μm波段间对太阳短波辐射和地球大气长波辐射的单次散射反照率、散射相矩阵函数，揭示了不同相对湿度时，沙尘粒子群对入射辐射的散射和偏振的特征。结果表明，沙尘粒子群的单次散射反照率随着入射波长的增加有较大起伏，不同相对湿度条件下，变化趋势基本一致；在可见光、近红外波段单次散射反照率随湿度增加而变大，湿度95%时非常接近于1；大于10 μm的热红外波段单次散射反照率随相对湿度增加而减小，具有较强的吸收辐射能力。散射辐射强度受湿度影响较小，随散射角的增加呈现先减小后增大的趋势，且增大的趋势随着波长的增加而减弱；不同波段上，线偏振和圆偏振随散射角和相对湿度变化存在差异；在前向和后向仅对入射辐射为圆偏振辐射产生圆偏振散射；散射光的偏振特性及其湿度差异主要表现在后向散射区，多以拱形形式体现。拱顶峰值散射角位置存在差异，且峰值散射角随相对湿度的降低向后向漂移。

搜集整理了气溶胶、雾和雨的观测资料，运用米氏理论计算并分析了大气体散射强度特性.结果表明：大气体散射能量主要集中在前向较窄的散射角区间内，体散射相函数随散射角的分布取决于粒子尺度谱、波长和复折射指数，不同类型粒子体散射相函数随散射角的分布特性有较大的差异；大气单散射反照率受波长和复折射指数虚部影响，其值范围变化较大，相同波长下城市气溶胶单散射反照率小于雾，城市气溶胶和雾的单散射反照率随波长增大而减小.

2007年10月份中国海洋大学的东方红2号科考船在北黄海海区进行了为期12天的秋季908航次的数据测量实验, 实验中使用了日本PREDE公司生产的POM01-MKII 7波段全自动天空辐射计对该海区上空的大气进行了观测,获 取了大量的气溶胶光学数据。对光学数据处理后得到了气溶胶光学厚度(AOT)、单次散射反照率(SSA)、气 溶胶粒径体积谱分布。结果表明：在无云晴天的情况下,500 nm处的AOT最大值在0.36以下,870 nm的AOT值在 0.15以下,有雾或阴霾情况下AOT 值偏大,是无云情况下的5倍左右；从单次散射反照率来看,该海区上空 在秋季气溶胶有吸收的情况,离岸近,吸收较强,离岸远,吸收较弱；从粒径体积谱分布来看,陆源聚类粒 子含量的高低与气溶胶的吸收有很大的关系。