沙尘暴是全球干旱、半干旱地区特有的一种灾害性天气,所产生的沙尘气溶胶是全球气溶胶系统重要组成部分,对全球环境、天气、气候和生态有复杂的影响。卫星遥感对沙尘气溶胶的监测具有独特的优势,是全球沙尘研究的重要手段。其中,红外技术尤其是高光谱红外技术在沙尘监测及沙尘参数定量反演的研究中受到极大地关注,特别是当大气中沙尘浓度含量增高时,可见和近红外的信号趋于饱和,而应用红外辐射可以定量遥感沙尘气溶胶的光学厚度。本文从红外高光谱数据在沙尘气溶胶研究方面的特性出发,选用CrIS红外高光谱数据,结合RTTOV辐射传输模式,对沙尘气溶胶的热红外光谱特征及辐射特征进行了全面而深入的研究。旨在为今后利用高光谱数据对沙尘层高度与光学厚度协同反演研究打下基础,并力求在热红外遥感沙尘气溶胶这一研究方向有新的突破和进展。论文主要研究内容如下:（1）基于Cr IS红外高光谱数据,详细分析不同大气条件下的红外光谱特征。研究发现在红外波段,晴空、沙尘和云的亮温光谱曲线呈现明显不同的特征。对沙尘气溶胶而言,800-1000 cm-¹波数的大气窗区内,沙尘大气亮温光谱曲线表现出明显“负斜率”特征。在此基础上,利用阈值评分法对CrIS数据的沙尘区域进行判识,并与IDDI沙尘差值指数法和MODIS的气溶胶AOD算法得到的数据产品进行比对分析,证明了CrIS高光谱数据在沙尘气溶胶的判识和研究中具有一定的优势,可以对沙尘气溶胶参数进行进一步的研究。（2）通过RTTOV辐射传输模式的正演模拟研究,分析沙尘各物理参数特征,并设定敏感性实验方案,分析沙尘自身特征如沙尘光学厚度、沙尘高度和沙尘层厚度,以及大气参数和地表参数对CrIS观测沙尘红外光谱的敏感性。研究发现沙尘光学厚度与沙尘高度对沙尘层顶亮温影响较大,且在热红外波段具有较强的敏感性。设定沙尘高度层一定时,增大光学厚度的量值,发现在800-1000 cm^-1区间内的沙尘层顶亮温随着沙尘光学厚度的增大而减小;且光学厚度越大,衰减程度越大,亮温“负斜率”的光谱曲线特征变化也越明显。当设定光学厚度不变,改变沙尘层高度量值时,随着沙尘层顶高度的增加,模拟得到的沙尘层顶亮温值逐渐减小;且当沙尘高度层越高,800-1000 cm^-1的长波红外波段内沙尘亮温值“负斜率”的光谱曲线特征变化越明显,说明大气层顶亮温对沙尘高度的变化非常敏感。（3）应用雅克比的变分分析方法,定量分析沙尘高度与沙尘光学厚度、地表温度这三个参数的敏感性特征,分别计算不同高度、不同气溶胶模型下沙尘光学厚度的雅克比函数,同时讨论地表温度对沙尘层顶亮温的影响变化。研究发现在900-1000cm^-1（约为10-11μm）波段,以及1050-1100cm^-1（约为9.0-9.5μm）对沙尘光学厚度最为敏感。随着沙尘层顶高度的增加,同一波段下雅克比函数的数值越大,说明沙尘光学厚度变化引起亮温的变化程度越大,敏感性越高;在低层大气中,雅克比数值很小,因此在低层大气反演沙尘光学厚度存在一定的难度。同时地表温度也是影响大气层顶辐射的重要地表参量,在进行沙尘光学厚度的定量反演中,必须考虑地表温度及沙尘高度的影响。