本文利用2009年4月6日晚上的瑞利激光雷达原始回波数据对某地上空的中层大气进行研究。本文采用的瑞利激光雷达接收望远境的口径(大小为1米)是目前国内最大的。该激光雷达首次被用于对中层大气的有关特性进行探测及研究。文中给出了瑞利激光雷达系统结构、激光探测大气基本原理、实验技术和数据反演方法。对该激光雷达回波数据进行反演,得到30-85km高度范围的中层大气密度和温度等大气参数的垂直廓线。把反演得到的结果与模式标准大气 CIRA86进行了对比,凸显具有较好的一致性。　　在一般情况下,30-65km高度范围内激光雷达获得的大气密度与模式标准大气CIRA86的偏差低于1％;温度偏差小于3k,而在75km以上温度偏差较大。利用普罗尼方法,可以获得重力波的振幅、相位和频率信息。对温度扰动廓线进行功率谱分析,可以获取重力波势能密度、动量通量和均方根温度扰动廓线。其结果可以用于描述30-60km高度范围的重力波引起的温度扰动的谱特性。观测结果发现:与饱和谱模型相比,重力波垂直波数谱无论是谱的形状还是幅度都相差很大。在波数较小的情况下波形比较平缓而在大波数情况下则比较陡峭,谱幅度大于饱和谱模型一两个数量级。中间层和平流层中观测谱相似,但是中间层的功率谱密度 PSD比较高。这些关于重力波活动的初步研究结果,表明了本瑞利激光雷达在大气动力学研究方面的独特优势。