大气中的尘埃、烟雾、云等气溶胶粒子主要分布在对流层,对大气的辐射平衡、化学过程和气候变化有着重要的影响。因此,研究大气气溶胶特性及其状态变化规律,对提高局部气象预报的准确度、进行大气污染的防治,特别对城市气象变化等研究有着重要的意义。论文研究工作主要以对流层内的大气气溶胶剖面光学特性的精细探测技术为研究对象,重点讨论了米散射激光雷达大气气溶胶探测原理与数据反演技术,设计了一套多波长大气气溶胶探测米散射激光雷达系统;利用该系统观测并分析了西安地区气溶胶时空变化特性。为剔除白天太阳背景光及实现不同波段米散射信号的精细分离和有效提取,提高系统信噪比,设计了一种基于分色片和干涉滤光片的分光系统,实现了对其他通道的高抑制率。利用美国标准大气模型进行仿真分析表明,设计的系统和测试方法可以有效的抑制系统噪声信号,能够实现白天大气气溶胶的高精度探测,当信噪比取10,白天系统的探测高度可以达到11km。针对西安地区大气气溶胶分布变化规律的研究需要,开展了基于该系统的大气气溶胶连续观测实验研究,反演获得不同波长下大气气溶胶高度分布廓线、光学厚度分布廓线以及Angstrom波长指数等特性参数。实验结果表明,设计的多波长米散射激光雷达系统可以用于大气气溶胶的不同粒径颗粒物浓度的分布状况的研究。最后,在分析研究气溶胶消光系数反演算法的不足的基础上,针对非球形气溶胶谱分布研究的需求,讨论了系统的改进方案,为下一步的的研究提供技术支持。