大气颗粒物对人体健康、气候变化以及生态环境具有重要影响。目前，我国大气颗粒物污染比较严重，可吸入颗粒物是大气污染中的首要污染物。目前对城市大气颗粒物污染局限于对地面颗粒物浓度的观测研究，而对由于人为活动产生的近地面中颗粒物的浓度时空分布和污染物区域输送的过程，传统的监测手段难以得到有效的数据和分析结果。激光雷达通过测量大气中颗粒物的后向散射回波信号，获取距地面不同高度的大气消光系数，为分析研究颗粒物的性质和变化规律提供有效数据，是大气颗粒物时空变化特征研究的有效手段。　　 论文应用激光雷达开展大气颗粒物立体观测，结合风廓线和地面颗粒物浓度数据，对大气边界层、PM10质量浓度时空变化特征以及颗粒输送通量进行了分析研究。论文讨论了双波长三通道激光雷达系统的研制，主要对系统设计方案、总体结构和具体实现方法进行阐述；针对外场实验中长期无人值守的监测需要，编写智能的激光雷达程序，实现对雷达系统状态和数据有效性进行监控并及时向实验人员反馈信息；论文分析了激光雷达大气消光系数廓线算法、PM10大气颗粒物质量浓度算法以及颗粒物区域输送半定量估算方法；结合2008年北京实验和2008年广州实验，对大气边界变化特征和PM10质量浓度垂直分布特征进行了分析研究，讨论了地面颗粒物长时间积累和大气边界层高度的关系；研究结果表明北京和广州地区的PM10质量浓度垂直分布存在明显差异，北京地区PM10质量浓度主要表现为随高度升高而逐渐减低，广州地区出现了较多PM10高空污染现象。另外，论文对两地区的大气颗粒物输送通量进行了半定量化估算，并将大气颗粒物输送总量与二氧化硫、臭氧以及过氧乙酰基硝酸酯(PAN)的监测结果进行对比，发现在无局地污染源情况下，大气颗粒物的输送源为城市型源时，大气颗粒物输送总量与地面污染气体浓度的变化趋势相关性较好。