激光通过大气传播时,与大气相互作用产生一系列的线性效应和非线性效应,如衰减、湍流和热晕效应,影响了光束质量。对这些效应的定量分析是光电工程设计和应用必须考虑的重要因素。本文在对大气参数的时空分布特征分析的基础上,全面分析研究了各种可能的大气状态下激光在大气边界层内传输的综合效果。取得的主要成果如下:　　 1.利用35m铁塔测量系统所测大气参数,通过剔除无效风速、梯度Richardson数大气稳定度判定等一系列分析步骤得到中性大气层结条件下近地面层五层有效风速。拟合计算中性大气层结条件下复杂地形的地面粗糙度；分析了粗糙度与周围地形以及与风速和风向的关系。利用风廓线雷达探测系统所测大气参数,统计分析了边界层内(3km以下)大气风场的时空变化特征。　　 2.利用探空资料对温度、湿度和压强进行了统计分析。大气温度时空变化具有比较明显的季节性规律；大气压强基本上分布在一条指数廓线上；湿度变化无明显的规律性。利用HITRAN数据库谱线参数计算的大气分子的吸收截面插值计算出分子吸收系数。　　 3.在典型激光工程系统参数下,全面分析大气消光特性、湍流和热晕效应,编制软件模块实现了激光在大气边界层内传输效果的时空分布特征的计算分析。对比分析了激光垂直上行传输和水平传输的差别；详细研究了激光垂直上行传输效果变化特征；初步分析了激光传输效果在三维空间上的分布特征。