随着我国经济的快速发展,排放到大气中的温室气体及污染物已经影响着全球气候变化和人们的身体健康。全球气候变化已经成为当今世界各国政府共同关注的政治、经济和外交问题。对于大气污染和气候变化事实和规律的科学认识,以及对环境污染和气候变化影响的评估,迫切需要高性能的监测仪器来提高对气候系统多圈层及其相互作用的长期连续观测能力。由于温室气体呈现区域化的特征,如果仅仅依靠地面点式观测,无法准确地掌握温室气体及污染物的时空演变规律。目前测量大气污染气体及温室气体垂直廓线的方法主要还是采用高光谱分辨率傅里叶变换光谱仪,然而由于其价格昂贵、系统复杂,难以广泛使用。近年来发展起来的激光外差吸收光谱技术与传统的傅里叶变换光谱仪相比,具有光谱分辨率和探测灵敏度高、体积小、操作方便等优点,引起广泛的关注。论文围绕地基大气温室气体中红外激光外差光谱技术开展研究,主要包括高精度太阳跟踪仪,中红外激光外差光谱仪和大气温室气体垂直廓线反演算法。论文的主要研究工作及取得的成果如下:(1)建立了一套基于3.5μm ICL中红外激光器的高分辨率红外激光外差吸收光谱实验系统,并分析了各组成单元的参数特性(2)编写了一套基于正演模型和反演模型的大气温室气体垂直廓线反演算法软件。(3)利用标准具准确标定激光外差光谱测量系统的波长,结合测量的红外激光外差光谱系统仪器函数,反演了 3.5μm波段甲烷分子整层大气太阳吸收光谱的垂直廓线分布。