介绍了利用载波调制型光纤Mach－Zehnder干涉仪测量大气光学湍流折射率起伏的原理，给出了载波调制信号的解调方法。实验研究表明，该系统测量大气折射率起伏方差的噪声水平为2．5×10^－16。在真实的大气环境下，通过与传统温度脉动仪的对比测试分析表明，两者的探测结果无论在量级上还是在变化趋势上都有很好的一致性，这标志着大气湍流的光纤测量技术已初步迈入实用阶段。

大气中的水汽对940nm附近的太阳辐射吸收较强，利用水汽吸收透过率与水汽量的关系可以反演大气柱水汽总量。介绍了基于太阳辐射计反演大气柱水汽总量的方法，并对合肥地区2005年至2006年间的晴空观测数据进行反演，结果表明合肥地区夏季水汽含量最高，冬季水汽含量最低，春夏季水汽含量高于秋冬季；在水汽含量高的7月和含量低的3月，大气垂程水汽总量在一天中的相对标准偏差分别为2．34%和6．27%，表明晴好天气时合肥地区的水汽量日变化不大。

针对基于微型机电系统技术的分立式微变形镜，从镜面面形特点出发分析了方形和蜂窝形阵列变形镜适配能力，并利用ZEMAX软件建立畸变波前和变形镜模型，仿真分析两种分立式微变形镜的校正能力。研究表明在近似子单元数情况下，蜂窝形阵列微变形镜对畸变波前的校正能力更好。

微脉冲激光雷达(MPL)是大范围探测大气气溶胶廓线的理想工具，在简单说明原理的基础上介绍了MPL的特点与应用；针对同轴和非同轴结构的MPL，重点讨论了在研制过程中的关键技术；给出了研制的MPL－A1型和MPL－T型MPL探测大气气溶胶消光系数廓线、云层结构和实际连续观测的结果。

研制了一种适用于车载激光雷达的收发光路自动准直系统。该系统采用了CCD相机和图像处理技术以确定发射光束的方向与接收光路的准直情况。使用一台2维电动调整导向镜，改变激光发射方向。计算机测控软件负责监测收发准直情况并且实现发射激光光束方向的调整，而无需人员干预。实验室验证系统上的测量表明，当准直误差为40μrad时，完成准直需要的时间通常不超过40s。

提出了一种用于大气边界层气象参数与温度脉动测量的系统。系统由系留飞艇提供载荷，包括4层温度脉动传感器和温度、湿度、气压传感器，通过无线传感器网络实现信号的采集与传输。

介绍了一种小型便携式粉尘测量仪，它以悬浮颗粒物(粉尘)在光束中产生的光散射现象为原理，直接准确测量空气中悬浮颗粒物(粉尘)的质量浓度，实现在线测量，具有自动连续取样，实时显示，体积小，重量轻，便于携带等特点，并且还可以组成一个测量局域网。测试数据表明，测试准确性和测试精度与国外同类仪器相当。

以《大气污染物综合排放标准》(GB 16297－1996)中有机物的实时在线测量为目的，对自行研制的质子转移反应质谱(proton transfer react；ion mass spectrometry，PTR－MS)装置的参数进行了优化和测量。利用高纯N₂稀释的单一有机物PTR－MS测量结果表明，在E／N=144 Td条件下，质子化的有机物离子为主要的产物离子峰，没有明显的碎片离子存在。测试了进样系统中催化转化装置的性能，给出了11种挥发性有机物的探测灵敏度和检测下限，讨论了PTR－MS的测量精度。测试结果表明，自行研制的PTR－MS能够实时在线监测《大气污染物综合排放标准》中规定的有机污染物。

利用差分吸收光谱(DOAS)技术于2007年夏季对北京市朝阳区大气重要污染物O₃和NO₂进行了实时监测。分析了O₃、NO₂浓度的日变化规律，O₃呈现明显的日变化趋势，日间因光化学作用浓度高，且在午后出现最大值；夜间浓度低，日出前出现最低值。NO₂表现出与O₃相反的变化趋势，白天因光解浓度较低；夜间因交通排放和NO₂浓度积累达到峰值。观测结果与传统点式仪器进行了比较，对比结果显示两种方法有着很好的一致性。通过敏感性分析计算，表明O₃光化学生成处于挥发性有机化合物(VOCs)敏感。

对FY2C时间序列图像的研究分析表明，时间序列云图的像元亮温／温度时较差(一小时之内亮温／温度差，也称亮温／温度时变化)规律可以用于标称图云检测，能较好地实现运动剧烈的云和运动云区的边缘云检测。以中国区域内地面站资料为标准进行对比分析，利用时间序列结合晴空背景场方法进行云检测，在2007年1月和6月的准确率分别为72．89%和79．94%。与目前业务云检测相比，利用静止卫星高时间分辨率特征在一定程度上改善了低云和薄云的检测。利用了静止卫星高时间分辨率的特点，并为动态求取阈值提供了一种新思路，具有一定的应用价值。

复杂大气背景的抑制是提高红外运动目标跟踪精度的关键技术。针对远距离目标低信噪比、强杂波等特点，使用基于小波分析的目标跟踪方法对空中红外目标进行了探测，跟踪精度为82%，表明该方法可以有效地提高空中目标跟踪精度。

基于多波段LED光源的新型藻类分类测量仪体积小、功耗小，并能够实现水体中藻类在线、快速、原位分类监测。针对该仪器的信号与噪声的特点，完成了仪器的检测电路设计。测试表明，设计的新型藻类分类测量仪对铜绿微囊藻、小球藻和汉氏棱形藻的检出限分别为0．4925μg／l、1．9351μg／l、0．8686μg／l；且藻浓度与荧光强度的线性相关系数均超过0．99，满足淡水藻类监测需要。