研究了强激光长程空气传输过程中主光束能量损耗与光束质量退化效应。使用1053 nm单波长、线偏振、脉宽3 ns平顶激光脉冲于空气环境中长距离传输，当入射光强与传输距离乘积大于13.7 TW/cm时，传输末端测得的光束光谱分布中出现了多种散射光频率成分，各散射光成分和1053 nm主激光间的频率差与氮气分子不同转动能级间跃迁频率一致，证明氮气分子的受激转动拉曼散射效应已建立。受激转动拉曼散射过程中，入射光束功率密度微弱变化所产生的散射光能量变化剧烈。入射光强与传输距离乘积大于17 TW/cm时，传输末端光束近场分裂为无序密布特征尺寸约1 mm的热斑，峰值通量密度远高于入射光束通量密度。