利用主成分分析法(Principal Components Analysis，PCA)分析了风云三号D星微波温度计(Microwave Temperature Sounder，MWTS)观测数据中条带噪声的分布特征，描述了存在条带噪声的主要模态。基于集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition，EEMD)方法对存在条带噪声的模态所对应的时间系数进行了分解并滤波。通过重构观测亮温实现了对条带噪声的抑制。在定性验证条带噪声抑制效果的基础上，通过将观测亮温与模态亮温进行比较来定量评估条带噪声抑制后的数据精度。统计结果表明，经过条带噪声抑制后，观测亮温与模态亮温的标准差减小约0.018 K，进一步提升了MWTS的数据精度。

大气温度廓线是气候、气象以及大气辐射传输计算中的重要参数。利用中分辨率成像光谱仪(MODIS)的测量数据反演的产品在扫描带上约每间隔500 m×500 m即存在一个温度廓线数据，垂直空间分辨率约为1 km。基于最优插值法，使用地面探空站点的月均数据对MODIS反演的大气廓线进行校正。在有地面探空站点的地区，将校正后的结果与当天实时地面探空探测的廓线进行对比，得到的平均误差和均方根误差均减小了10%以上。在没有地面探空站点的地区，采用周围几个站点月均数据的加权平均对MODIS数据进行校正，将校正结果与当天实时释放的探空气球数据进行对比，发现平均误差和均方根误差均大幅减小。

建立新的物理反演法能同时反演大气温度廓线、水汽廓线、表层温度和地表发射率,该反演算法应用到我国黄海地区AIRS红外卫星资料中,可反演得到较高垂 直分辨率的大气温度廓线和水汽廓线,同时反演得到表层温度和地表发射率、根据水汽廓线计算大气可降水量。

大气温度廓线及其时间演变特征资料在地球科学领域具有重要的应用, 为获取高时空分辨的大气温度的垂直分布, 建立了瑞利-拉曼温度测量激光雷达。介绍了瑞利-拉曼激光雷达进行温度测量的主要原理和研制的瑞利-拉曼激光雷达的主要参数；数据处理方面, 通过背景噪声剔除和小波算法降噪提高系统的信噪比；使用研制的激光雷达对大气温度廓线进行观测, 将观测结果与大气模式数据和卫星观测结果进行对比, 均显示较好的一致性,证明了激光雷达温度测量结果的准确性, 其温度测量数据可以用于气象学研究。

设计了一个532.25 nm波长的转动拉曼激光雷达用新型全光纤分光系统,对强背景噪音下微弱的转动拉曼信号进行高精度提取,以用于探测大气温度。该新型全光纤分光系统由3个光纤布拉格光栅(FBG)及光纤环行器构成,利用FBG的波长选择特性,可高精度剔除大气回波信号中的米氏散射、瑞利散射信号成份,分离出中心波长分别为530.6 nm和528.8 nm的转动拉曼散射信号,用于反演大气温度。通过对分光系统进行参数优化设计和数值计算,表明基于FBG的分光系统可以对回波信号中的米氏散射、瑞利散射信号进行高达7个数量级以上的抑制,满足转动拉曼测温激光雷达对米氏散射、瑞利散射信号的高精度剔除。