大气光学湍流是与光电工程系统设计、应用密切相关的基本参数。通过仪器实地测量大气光学湍流廓线时会受到人力、物力、财力等多种条件的限制，因此依据常规气象参数估算大气光学湍流强度具有十分重要的意义。提出一种结合遗传算法的反向传播（GA-BP）神经网络。首先，基于Tatarski大气光学湍流参数化方案，利用HMNSP99外尺度模式估算了大气光学湍流廓线；其次，尝试基于实测数据训练BP神经网络，并结合遗传算法估算大气光学湍流廓线。将两种方法估算的大气光学湍流廓线与实测的廓线进行对比，结果表明：GA-BP神经网络模式估算值与实测值的均方根误差（RMSE）比HMNSP99模式的RMSE小，表明利用GA-BP人工神经网络模式估算大气光学湍流廓线是一种可行的方法。

利用自行研制的湍流气象探空仪,对西藏拉萨的温度、风速、风向等常规气象参数廓线和 Cn2廓线进行探测。分析了湍流强度和常规气象参数随高度的变化趋势。比较了夜晚和早晨的湍流特征,发现8~15 km处两者均出现强湍流层,且8 km以上早晨的湍流强度大于夜晚的湍流强度。同时基于Hufnagel-Vally 5/7模式,利用探空数据拟合得到符合拉萨湍流特征的拉萨 Cn2经验模式。对此经验模式进行统计分析,结果进一步证明拉萨 Cn2经验模式能有效估算拉萨的湍流强度。最后,将拉萨与高美谷的探空数据进行对比分析,发现拉萨的风速较小对天文观测有利,但湍流强度较强对天文观测有一定影响。该研究为后续拉萨湍流廓线和天文台选址的研究提供了参考,并为光电工程的应用提供了技术支持。

介绍了一种CO2 探空测量方法。其原理是利用朗伯-比尔定律,使用非分光红外法,通过选择合适的红外光源和红外探测器,设计了合理的电路,在定标的基础 上将测量的光强转换成CO2 浓度,制作出可用于探空测量的实验装置。通过与EC9820型CO2 分析仪的地面对比试验,结果表明,连续12天测量 的趋势一致,平均误差为9.835 ppm,验证了设计的可行性,基本满足了大气CO2 探空的精度需求,为进一步研制CO2 探空仪提供了参考。

介绍了一种新的CO2探空测量方法。其原理是利用比尔歩格朗伯定律，使用非分光红外法，通过选择合适的红外光源和红外探测器，设计了合理的电路，在定标的基础上将测量的光强转换成CO2浓度，制作出可用于探空测量的实验装置。通过与EC9820型CO2分析仪的地面对比实验，结果表明，连续24 h测量的误差范围在-10×10-6~10×10-6，平均误差为3.76×10-6，验证了设计的可行性，基本满足了大气CO2探空的精度需求，为进一步研制CO2探空仪提供了参考。

用自行研制的探空仪测量了近海边高空湍流廓线.探空气球携带微温传感器以4 m·s-1速度上升至20 km测量大气湍流,微温传感器附加在59型气象探空仪上,可同时测量垂直空间分辨率为30 m的气压、温度和湿度以及折射率结构常数.运用Tatarskii公式计算了高空湍流外尺度,分析了边界层湍流和自由大气层湍流特征.与AFGL AMOS模式、Hufnagel模式以及北京天文台兴隆站的探空拟合曲线进行的比较发现,海边测量的高空湍流强度比其它模式大2个量级,折射率结构常数随高度从表面层较大值以近似相同的递减率缓慢地减小,对流层顶附近没有出现较强的湍流区,外尺度测量值小于30 m,并得到外尺度的拟合曲线.

用自行研制的探空仪于1999年6月在东海进行了探空实验,得到了海面上大气温度、湿度、气压、C2n廓线.资料分析表明:800m以下海面上温度的日变化不超过3℃,逆温强度较弱.当纬度增加1℃,海表面气温减少1℃.C2n随高度迅速下降,从海表面直至500m达到相对小的区域,在500～2000 m高度内C2n基本上保持不变.湍流峰值往往出现在位温梯度较大的地方.并对海面上位温廓线日变化进行了数值模拟.