非局域热平衡(non-LTE)辐射传输模式的研究对象是类地行星中高层大气，对于地球而言，通常限定在30-120km的高度范围内，针对研究对象的不同也会扩展到300km。虽然只占地球大气总质量不到百分之十，但伴随探测技术的发展和人类空间活动的扩展，研究者逐渐认识到此层结大气辐射的重要意义。它不仅有显著的气候效应，而且稀薄的大气环境也使其成为研究复杂辐射-物质相互作用和大气物理化学过程的天然实验室。在工程应用方面，临近空间目标探测、红外工程设计等也都需要考虑中高层大气辐射传输特性。　　然而在中高层大气中，很多分子的振转能级开始偏离LTE假设，对其辐射特性的研究需要采用non-LTE模式。本论文就源于针对non-LTE辐射传输模式所开展的研究工作。论文的主要内容包括:　　1、详细介绍这一前沿课题的研究背景、意义、发展历史和研究进展;阐述必要的大气辐射理论基础，并由此发展non-LTE问题的理论源头和其辐射传输模式的形式及组成部分;概述模式各部分的基本内容。　　2、利用最新的研究结果对数值程序SHARC中的non-LTE辐射传输模式进行更新，并使用它讨论中高层大气CO2non-LTE效应。模拟显示出CO215μm带临边辐亮度不受太阳辐射影响，而4.3μm带白天临边辐亮度远强于夜晚。太阳辐射在大气non-LTE问题中扮演着十分重要的作用。　　3、通过模拟SABER辐射计的CO215μm、4.3μm通道，并与实测临边数据对比，验证CO2non-LTE模式的可靠性，分析模式的缺陷和改进方法。对比分析证实了SHARCnon-LTE辐射传输模式在所有中纬度大气条件下的可靠性，指出了模式固有的缺陷和它们带来的使用限制，探究了其改进方法。　　4、使用SHARC non-LTE模式模拟CO215μm、4.3μm带在中高层大气中的临边辐射特性。分析显示，由于中高层大气的稳定性，两个带的临边辐亮度廓线在不同的季节和不同的纬度没有明显的差异;而日地环境的变化会对中间层以上的高层大气辐射产生影响，对此以下层节的影响可以忽略。　　5、利用SHARC中的极光模式模拟CO215μm、4.3μm带的极光辐射特性;模拟表明，CO24.3μm带在极光条件下含时演化十分缓慢，在稳态极光条件下，临边辐射受极光的增强作用明显;而15μm带临边辐射受极光事件的影响很小，且只体现在90km中间层顶以上的区域。　　这些基础内容的学习和具体研究工作的开展，为进，一步深入地开展non-LTE辐射传输课题的研究打下坚实的基础。