作为最重要的温室气体之一，大气中二氧化碳(CO2)的浓度自工业革命以来不断增加，是导致全球变暖的重要因素。为监测全球CO2源汇，高精度CO2卫星遥感反演是重要的观测手段。为此，已存在三颗在近红外波段利用高光谱仪器探测CO2的专用卫星，包括于2016年发射的中国CO2监测卫星(TanSat)。然而，由于气溶胶的存在影响CO2吸收波段的辐射传输过程，因此气溶胶的不确定性会对CO2反演引入显著的误差。搭载于TanSat上的云和气溶胶偏振成像仪(CAPI)可以为主仪器CO2光谱仪(CDS)提供同步探测的云和气溶胶信息。本文研究主要目标是衡量CAPI反演气溶胶的能力及评估气溶胶对CO2反演引入的误差。　　本文利用线性化矢量辐射传输模式模拟CAPI观测和CDS高光谱观测及其对各反演参数的雅克比函数。基于最优估计理论，计算各反演参数的信号自由度(DFS)、后验误差和干扰误差。模拟过程首先考虑单模态气溶胶模型，模型参数针对实际大气气溶胶中四种主要成分:沙尘、黑炭、海盐和硫酸盐，并且采用Lambertain地表假设，陆地地表反照率为植被和裸土反照率的线性组合。其次，模拟采用将粗细粒子以不同比例混合的双模态气溶胶模型和BRDF地表模型，用以描述混合气溶胶和地表反射作用随角度的变化。在定义各反演参数的先验值与先验误差，根据仪器参数假设观测误差的基础上，本研究重点分析:(1) CAPI观测对气溶胶性质的敏感性与可获得的气溶胶信息量和后验误差;(2)气溶胶参数对CDS反演XCO2造成的干扰误差。　　在单一气溶胶模拟中，CAPI观测对气溶胶光学厚度(AOD)最敏感，对模态半径最不敏感，在卫星天底观测时DFS仅有0.55。在TanSat的目标观测模式下，由沿星下点轨迹的三个角度的观测代表的多角度反演平均可以提供额外0.31DFS，主要来自模态半径信息量的提高。若再加入另外两个角度的观测，气溶胶后验误差可进一步降低2％～6％。各反演参数间的相关系数表明，气溶胶与地表反射率存在较强相关性，但多角度反演可降低这种相关性。对混合气溶胶的模拟表明，CAPI可提供3～4.5个独立气溶胶参数信息，主要关于气溶胶总体积浓度、细粒子体积比和粗模态气溶胶复折射指数。在后向散射方向附近，地表反射率较大，气溶胶信息量偏小。另外，由于粗粒子气溶胶散射效率较细粒子弱，大粒子参数信息量相对较少。因此，当细粒子体积比(fmfv)减少时，细粒子气溶胶DFS仍较大，粗粒子DFS增多。气溶胶信息量随AOD增大而增加，但当AOD增大到一定阈值范围(0.5～1.2)后，气溶胶DFS无明显增加。太阳天顶角(SZA)增加时，太阳辐射光路增长，气溶胶信息量有所增加。研究表明，相对辐射强度观测，线性偏振度(DOLP)对气溶胶各微物理参数敏感性更高，因此可以改进CAPI气溶胶反演准确度。DOLP可提供额外1～1.8DFS的气溶胶信息量，并且在0.2＜fmfv＜0.4，SZA＜60°时达到最大。　　由于TanSat运行轨道与美国“下午星”(The Afternoon Constellation，A-Train)卫星阵列轨道有部分接近，因此本文还分析将TanSat与A-Train阵列卫星协同观测，如将A-Train卫星的气溶胶产品与CAPI观测联合反演气溶胶特性，对探测气溶胶能力的提升。若将AOD观测加入观测向量中，总气溶胶DFS大部分可提升0.8～1.6，且在AOD较小(＜0.2)时超过2.0。但AOD大于0.2时，这种提升作用几乎与AOD无关。各气溶胶参数中，后验误差降低最显著的是气溶胶总体积和fmfv。　　分析气溶胶参数对CDS的XCO2产生的干扰误差时，状态向量参数定义为CO2廓线和其他影响其反演的参数，包括水汽廓线、O2柱总量、气溶胶参数和BRDF参数。其中，气溶胶采用双模态混合气溶胶模型，各反演参数的先验值与先验误差大多来自数据库的气候平均态。由于在较低的地表反射率时仪器信噪比降低，气溶胶散射对XCO2反演的影响更加显著，特别是AOD较小时细粒子散射更强情况。若AOD较大，则气溶胶粗粒子使近地层CO2廓线信息量减少，XCO2后验误差更大。在气溶胶各参数中，细粒子廓线参数对XCO2引入的干扰误差最大，为0.2～0.3 ppm，相关性也最强。但在地表反照率较小时，气溶胶复折射指数引入的误差也较大，可达到0.4 ppm，相关性也有所加强。因此提高气溶胶廓线参数与气溶胶复折射指数的反演精度对提高CO2反演精度有重要影响。