太阳辐射计测量多波段太阳的直射和散射辐射，用来反演大气参数。本文研究了太阳辐射计遥感大气气溶胶、水汽总量等参数时涉及的几个关键问题。按观测方式本文分为直射测量和综合反演两个部分。　　 首先，利用通用大气辐射计算软件(CART)模拟计算，研究了中国地区940nm水汽观测波段水汽吸收透过率与水汽总量的经验关系。发现经验关系参数与整层大气可降水量有很好的相关性，且依赖于站点海拔高度(或地面气压)。进一步将经验关系参数参数化为站点水汽总量和海拔高度(或地面气压)的函数。分析该参数化模式引起的水汽总量反演误差约为2％，其重要性远超过了选用相近的标准大气模式。该参数化方法提高了水汽遥感的精度。　　 用通用大气辐射传输软件CART模拟了POMO2太阳辐射计的三个近红外通道的大气透过率特性，表明2200nm通道的吸收不容忽视，提出需用改进的Langley法进行该波段辐射定标。定标实例证明，采用改进的Langley法定标2200nm通道，可使其透过率测量精度提高约3.8％。　　 基于矢量的辐射传输计算(RT3)，建立了基于太阳辐射计多波段直射、天空散射及偏振测量综合反演大气气溶胶参数的算法。反演的参数包括单次散射反照率、散射相函数、偏振相函数、粒子谱分布、折射率实部和虚部。选用三种典型的双峰谱气溶胶模型，对算法进行数值实验验证和误差评估，分析了反演的气溶胶物理参数的单次散射反照率、光学厚度和散射相函数及偏振相函数残差对初始假设的复折射率的敏感性，实现了谱分布和折射率实部、虚部的同时反演。最后将反演算法用于POMO2实测数据，通过自洽性验证和与Skyrad.pack结果比较两种方式验证反演方案。认为散射相函数、谱分布和单次散射反照率反演结果可靠，而折射率实部、虚部反演精度较差，有待提高。　　 作为对以上理论研究的应用，处理并分析了POMO2太阳辐射计2011年在合肥、喀什两地的观测数据，得到两地观测期间大气气溶胶、水汽总量变化特征及二者相关性。认为合肥大气气溶胶受自然和人为因素共同影响，而喀什大气受人为因素影响较小，易受沙尘天气影响。合肥4、5月份气溶胶吸湿增长较明显。