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本文针对卫星遥感定量反演黑碳气溶胶浓度这一国际性前沿问题，在辐射传输理论模型以及有效介质理论模型的理论基础上，充分利用遥感卫星观测信息，构建了黑碳气溶胶体积浓度反演算法。并基于经验理论模型明晰了不同黑碳气溶胶混合情况下，大气气溶胶粒子的理化特性以及物理光学特性的敏感性，通过示范应用验证了构建的反演算法精度及其适用性，同时实验说明了构建的反演算法也可较好地应用到PARASOL多角度卫星大气气溶胶监测。具体研究内容包括以下几个方面: (1)结合统计最优化算法，在辐射传输理论的基础上，嵌入有效介质模型，利用混合的模型模拟混合状态下气溶胶吸收散射特性，建立有效介质-辐射传输耦合传输模型并提出卫星数据统计优化黑碳气溶胶近地面体积浓度反演方案。 (2)基于有效介质模型理论、Mie散射理论以及辐射传输模型，正向模拟了不同气溶胶组分混合情况下，大气气溶胶粒子的散射以及吸收特性，分析了不同介质模型以及不同组分对混合气溶胶光学物理特性的敏感性。并分析了总反射率对各种物理光学特征和地表反照率的敏感性，为进一步研究地表-大气耦合介质系统地表大气参数的卫星气溶胶及组分浓度定量遥感反演提供理论支持以及误差控制。 (3)利用PARASOL数据对气溶胶光学厚度以及近地面黑碳浓度进行了反演，并利用地基观测数据，对模型算法以及反演的气溶胶光学厚度以及黑碳浓度结果进行了初步的验证。分别分析了不同气溶胶类型以及黑碳浓度下卫星遥感定量反演的精度及误差。 (4)将上述反演算法应用到PARASOL多角度卫星中，在全球范围内进行了案例反演分析。探讨了反演结果的适用性以及卫星反演结果在自然灾害中的应用适用性与优势。并对其中国东部地区以及南亚地区的时空分布进行了初步的研究和探讨。