NO3自由基是夜间大气中最重要的氧化基团，对于一些天然源碳氢化合物及硫化物，NO3的氧化能力相当或甚至超过白天的OH自由基；其次，NO3对NOx非光化学转化为HNO3以及对颗粒物硝酸盐的形成也起着关键作用。由于NO3在大气中浓度低、时空变化快，进行NO3的实时在线测量是大气化学研究中的难点。论文开展基于长程差分吸收光谱(LP-DOAS)技术的大气NO3测量研究。　　 (1)分析了DOAS技术测量痕量气体的工作原理和反演方法。利用软阈值小波变换滤除光谱噪声，改善了信噪比，提高了反演精度；基于Monte Carlo方法定量地估算了DOAS反演误差。　　 (2)简介了边界层NO3自由基的化学，分析了长光程DOAS系统的性能，探讨了测量波段内水汽吸收对于反演NO3的影响。基于Monte Carlo方法，通过残差的循环移位定量估算了NO3的反演误差，并给出系统测量误差和探测限。研究了利用相关性原理判断NO3自由基损耗路径的方法；并且基于NO3损耗率和温度关系，获得了定量计算不同损耗路径对于NO3失去贡献的表达式。　　 (3)开发了一种基于LEDs为光源的LEDs-DOAS系统。探讨了新型LEDs作为主动光源的可能性，并利用LEDs-DOAS获得了大气的NO3自由基的浓度时间序列。　　 (4)利用长程差分吸收光谱系统在合肥科学岛(117°23E，31°86N)和珠三角地区(23°28’N；113°02E)成功获得了大气NO3的浓度时间序列。分别定量计算了两地NO3自由基的寿命、产率以及N2O5的浓度。获得了在不同大气环境下NO3自由基可能的作用机制。　　 本论文开展了大气NO3自由基实时在线测量技术和反演方法的研究，这项工作为研究夜间大气化学反应、NO3的氧化能力提供了有利工具。