气溶胶广泛分布在大气中,其来源广泛,对于人类的呼吸健康和生产、生活以及地球的辐射传输起着至关重要的作用。特别是随着工业的迅速发展和人口的快速增加,使得人类活动产生的气溶胶不断增加,导致雾霾等严重污染天气出现的概率大大增加,因此对大气中的气溶胶进行探测具有重要的意义。激光雷达具有高时间、空间分辨率的特点,并且能够长时间的对大气中的气溶胶进行探测,因此被广泛使用,许多激光雷达系统在世界各地被建立起来监测气溶胶。本文利用偏振激光雷达多年的观测数据结合地面空气质量监测站的PM_2.5和PM₁₀数据,对武汉地区边界层的气溶胶日循环过程进行了研究。分别利用地基激光雷达和CALIPSO星载激光雷达对自由大气中的气溶胶进行了研究,获得了武汉上空自由大气中气溶胶层的几何特征、光学特征和季节特征,以及不同月份大气边界层和自由大气的气溶胶光学厚度（AOD）,并利用HYSPLIT模型对气溶胶的来源进行了分析。主要的工作和研究结果如下:基于2011-2017年偏振激光雷达数据结合地面空气质量监测站的PM_2.5、PM₁₀数据,获得了晴朗天气下气溶胶在时间和空间上的动态变化过程,揭示了边界层高度、地表气溶胶质量浓度、以及边界层内和自由大气中气溶胶光学厚度的日变化规律。随着边界层高度的升高,地表的气溶胶开始向上输送,雷达视场之上的气溶胶光学厚度开始增加,地表的气溶胶质量浓度开始下降;随着边界层高度的降低时,高处的气溶胶开始逐渐回落,地表的气溶胶质量浓度开始上升,PM_2.5开始增加的时间点相对于PM₁₀要晚约一个小时,这是由于粗模态粒子和细模态粒子在空气动力直径上的差异导致的。自由大气的光学厚度没有变现出明显的日变化,说明短时间内夹卷作用对于自由大气的影响较小。基于2013年1月至12月162天的532nm偏振激光雷达的观测数据,利用改进的气溶胶层识别算法,获得了武汉上空自由大气中402个气溶胶层的几何特征、光学特征及其季节变化。详细分析了自由大气中气溶胶层影响环境的两个例子:一个光学厚度较大的沙尘层,直接减少了到达地表的太阳辐射,从而抑制了边界层的高度,并且通过沉降作用,加重了地面的污染,而且由于污染沙尘层的吸湿增长作用,使得空气中水汽含量剧烈减少;在沙尘粒子的作用下,云中的液滴通过异质核化作用在较高的温度（-3°C）生成冰晶。从几何特征来看,层底高度小于2km的占总数的68%;层顶高度在1～4km范围内的占总数的76%;层厚度小于1km的占61%。从光学特征来看,269（67%）个气溶胶层的光学厚度小于0.1;平均后向散射系数分布在0.16～4 Mm^-1sr^-1之间的占87%;平均粒子退偏比小于0.1的占46%,分布在0.1～0.2之间的占29%,分布在0.2～0.35之间的占25%。自由大气层中的气溶胶层有着较为明显的季节特点,春季气溶胶层的平均几何厚度最大（1.2km）,秋季气溶胶层的平均厚度最小（0.7km）,夏季和冬季气溶胶层的平均厚度分别为0.93km和1km。沙尘层和混合沙尘层主要出现在春季、秋季和冬季,夏季由于季风的影响而较少发现沙尘层。根据HYSPLIT后向追迹的聚类分析结果显示,2km高度处41%的气溶胶来自于中国的西北部地区,31%的来自周边地区,27%的来自南方地区。基于2013-2019年CALIPSO星载激光雷达数据,获得了武汉及其周边地区不同类型气溶胶层的垂直分布和季节特征。82%的自由大气的气溶胶层分布在4km以下;自由大气的气溶胶层的光学厚度大部分小于0.1,约占气溶胶层总数的55%,光学厚度大于0.4的气溶胶层占比不足9%。沙尘是武汉及其周边地区气溶胶的主要来源,尤其是在春季和冬季,污染的沙尘和沙漠沙尘总共占到了春季和冬季的77%和71%,其在夏季和秋季分别占39%和54%。其次,烟尘气溶胶层也是污染物的重要来源,在夏季和秋季占比分别为35%和25%,根据MODIS的火点图显示,夏季和秋季的烟尘主要来自中东部地区的秸秆焚烧。基于2013年到2019年的地基激光雷达数据,获得了月平均的边界层光学厚度和自由大气的光学厚度,及两者对对流层光学厚度的贡献。AOD_2-7对AOD_0-7的月平均贡献在11～28%。从季节来看,春季、夏季、秋季和冬季的AOD_0-7分别为0.50,0.38,0.48和0.53;春季、夏季、秋季和冬季的AOD_2-7的光学厚度分别为0.13,0.06,0.067和0.07;春、夏、秋、冬各季节AOD_2-7对AOD_0-7的贡献率分别为27%、16%、14%和13%。较多的沙漠沙尘是春季贡献较大的原因,冬季贡献小是因为冬季边界层内的光学厚度非常大,经常有雾霾天的出现。六月和十月的AOD_2-7较小,说明秸秆燃烧对其的影响较小。