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本文主要探讨了星载激光雷达的工作原理,对CALIPSO卫星系统做了简单介绍,并对其有效载荷之一的CALIOP激光雷达做了详细的介绍,包括卫星数据的处理方法和数据的获取过程。选取了CALIPSO卫星的Level1和Level2廓线数据作为本文数据处理重点,对天津地区的大气溶胶分布特性进行分析和研究。本文的所有卫星数据均来自NASA的CALIPSO,在下载所需要的Level1和Level2数据的同时,对所选数据进行初步的范围筛选。提取Level1数据中532nm和1064nm两个通道的总衰减后向散射系数以及532nm垂直通道后向散射系数,然后计算得到相应体积退偏比和色比,利用532nm总衰减后向散射系数,体积退偏比和色比来分析2014年天津地区全年的大气气溶胶分布。然后再划分不同高度02km、24km、46km、68km、810km进一步分析。结果表明:天津地区大气的散射能力随着高度的上升而减弱。气溶胶主要集中在近地面高度（02km）,气溶胶颗粒规则程度较高、粒径较大;210km高度层内,气溶胶的分布较为均匀,颗粒物较近地面分布也较为均匀,粒径也较小。通过对比天津不同季节,发现四季分布较为明显,冬季和春季比夏季和秋季的气溶胶散射能力强。在对二级数据进行处理时,利用相关筛选品质参数对数据做筛选之后,利用消光系数、体积退偏比和色比对天津地区典型的天气做了对比分析,列出几种典型天气的气溶胶垂直廓线图,详细分析其分布特性、污染物来源等。研究结果表明:不同天气的气溶胶分布有明显差异,不同污染源会使气溶胶的分层不同;不同程度的污染其消光系数在数值和高度分布也有明显不同;不同污染物的气溶胶颗粒在尺寸和规则程度也有很大差异。最后根据气溶胶光学厚度定义,利用Matlab编写程序,对消光系数进行积分获得了气溶胶光学厚度,为了探索气溶胶光学厚度与PM10浓度的关联性,选取了线性、一元二次、对数、乘幂以及指数五种类型进行两者之间的拟合。结果发现CALIPSO卫星数据反演计算得到的气溶胶光学厚度与PM10呈现较好的相关性,且无论全年还是分季节,一元二次模型的相关系数值均最大。通过对天津地区气溶胶特性的分析,说明气溶胶的特性与天气有一定的规律,在一定程度上能够影响大气变化,表征空气质量。同时也表明CALIPSO二级数据得到的气溶胶光学厚度能很好的反应大气污染程度,且具有较高的精度。