云是大气的重要组成部分,它是由悬浮在空中的液态水滴或冰晶组成。云层作为一种离散随机介质,研究云的光散射与辐射传输特性对大气探测、卫星遥感、空间光通信等方面具有重要意义。本文围绕水云和冰云的光散射与辐射传输特性展开研究,主要工作包括:1.采用Mie理论、异常衍射理论和几何光学法分别给出单个球形液态水滴和非球形冰晶的光散射特性;在分别考虑液水含量、冰水含量条件下,将单个云粒子的光散射特性与gamma分布相结合,数值计算出水云、冰云的平均单次光散射特性。2.在水云、冰云平均单次散射特性的基础上,基于最新开发的C语言版本DISORT(CDISORT),数值模拟了平面平行模式下水云、冰云大气透过率与光学厚度、有效半径、液水含量/冰水含量、地表类型等参数的变化关系,还比较了不同水云、冰云光散射模型下大气透过率的差异。3.分析平面平行大气与球形大气之间的区别,并根据CDISORT的平面平行模式和伪球面模式,比较了太阳天顶角不同时这两种不同大气几何之间的水云、冰云透过率和反射率的差异。考虑球形大气几何的条件下,结合CDISORT的伪球面模式分析了典型激光波长(0.65μm、1.55μm)入射下水云和冰云大气反射率与云微物理特性、云散射模型、观测角、相对方位角等参数的变化关系。结果表明:随光学厚度、液水含量/冰水含量的增大,水云、冰云大气透过率先增大后减小;在不同的波长范围内,水云和冰云的有效半径对大气透过率的影响是不同的;平面平行大气与球形大气之间的水云、冰云透过率和反射率的差异随太阳天顶角的增大而增大;水云和冰云大气反射率均随着光学厚度的增大而增大,但随着有效半径的增大而减小;此外,对于不同的云散射模型、相对方位角、入射波长等来说,水云、冰云大气反射率和透过率的差异较大。