采用AERONET Version 2 Level 2.0气溶胶数据集,分析了光学厚度、Angstrom波长指数、粒子尺度体积谱分布(dV(r)/dlnr)、折射指数(n-ik)和单次散射反照率(ω0)等大气气溶胶光学特性参数的季节变化特征以及光谱依赖性。结果表明:气溶胶特性参量均具有明显的季节变化且呈现出明显的受沙尘影响的特征,春季受沙尘影响最明显,光学厚度最大;冬季受采暖和沙尘的共同影响,光学厚度也较大。气溶胶粒子体积尺度谱分布的主要差别体现在粗模态粒子体积浓度上,粗模态体积浓度呈现明显的季节变化规律:春季>冬季>夏季>秋季,与粗细粒子体积浓度比和光学厚度变化一致,说明该地区光学厚度的季节变化主要是由于粗模态体积浓度不同造成的。另外,粗模态体积中值半径也存在明显的季节变化:冬季>秋季>夏季>春季。折射指数实部和气溶胶粗粒子体积浓度与光学厚度的季节变化规律一致,而折射指数虚部冬季最大,春季最小;单次散射反照率随季节的变化规律有很大不同,冬季最小,而春季最大,可能与气溶胶粒子尺度及其化学组成的综合作用有关。
通过分析2008年6月至2009年5月期间浦东新区灰霾天气出现的特征,并以2008年12月19日至2008年12月21日一次典型的灰霾天气过程为例,利用激光雷达(Light laser detection and ranging,简称Lidar)数据资料反演得到气溶胶消光系数及其强度图和廓线图,结合地面气象数据和气溶胶观测资料,分析了此次灰霾天气形成的原因.一年的观测资料表明,上海地区冬季和春季易产生灰霾天气,冬季出现重度霾最多,秋季和夏季灰霾天气较少.较弱的太阳辐射以及静风、小风是导致灰霾天气发生的重要原因,且高湿度的霾天气对能见度影响更大.大气边界层(以下简称边界层)高度变化决定着灰霾天气发生的强度,当边界层高度在1km左右时,易发生轻微霾天气,当边界层高度降至600m左右时,易发生中度、重度霾天气,而太阳辐射强度变化决定着边界层高度的变化.轻微霾天气下,大气气溶胶垂直分布最强消光值约为0.15km-1,而重霾天气下可达0.30km-1以上.本次霾过程还受地面颗粒物排放的影响,主要是PM1和PM2.5,且在消光作用中散射性气溶胶的贡献大于吸收性气溶胶.轻微霾天气下PM2.5浓度为50μg·m-3,黑碳浓度为5000ng·m-3,浊度为200Mm-1,而重度霾时则分别达到200μg·m-3、24000ng·m-3和1400Mm-1.随着此次霾的出现,整层大气气溶胶光学厚度(AOD,550nm)不断增加,在重度霾时达到0.6左右,Angstrom指数在重度霾时显著降低,表明有大颗粒物导入,说明此次重度霾天气的发生还与气溶胶的输送有关.
采用NASA地球观测系统（EOS）“云与地球辐射能量系统（CERES）”2002年7月至2004年6月CERES SSF Aqua MODIS Edition 1B云资料，对天山山区和塔克拉玛干沙漠云水资源进行了研究。得到的结果不仅包括云量、云液态水柱含量，还包括云滴尺度，为无人区的人工增水作业和天气气候研究提供了基础数据。与以往的卫星观测云气候全球数据集相比，该资料具有更高的空间分辨率，且其观测仪器和云反演方法得到了进一步改善，因此其结果较以往更可信。研究结果表明，两地区云参量年变化规律不尽相同，在数值上有很大差别。除了动力条件和气候背景以外，这可能与沙尘气溶胶可以影响云的物理特性和生命期有关。由年变化来看，天山山区的月平均总云量为47％～72％，而塔克拉玛干沙漠为12％～50％；天山山区低云的月平均液态水柱含量为56．6～96．0g／cm^2，高云为30．5—59．8g／cm^2。而塔克拉玛干沙漠低云的月平均液态水柱含量为19．4～43．9g／cm^2，高云为9．3～59．0g／cm^2；天山山区的月平均云滴半径低云为12．6～16．0μm，高云为8．6-14．8μm。而塔克拉玛干沙漠地区低云云滴半径8．8～11．3μm，高云为6．1—11．1μm。
