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本文针对目前不同传感器气溶胶产品存在的差异性和不确定性问题，研究提出了对一个顾及中国全局与区域特征的气溶胶数据融合模型，利用气溶胶融合数据研究了中国典型地区的气溶胶光学厚度时空分布规律。首先，利用线性模型和非线性模型分别构建了中国地区气溶胶光学厚度融合模型，在此基础上考虑到全局数据与区域数据存在强烈的空间关联性，提出了建立顾及全局与区域特征的融合模型;而后，利用融合数据的残差、整体均方误差和利用AEROENT5个地基观测数据，对Kalman滤波、非线性、顾及全局与区域特征等三种融合模型模拟的气溶胶光学厚度数据的进行精度评价和验证;最后，对中国京津唐、长三角、珠三角、四川、广西、山西等6个地区气溶胶数据进行了融合，并利用融合后的数据研究了气溶胶光学厚度空间分布特征、季节变化特征和长时间序列趋势特征。主要研究结论如下:
1)为解决多源气溶胶数据（MODIS、MISR、GOCART）的差异性问题，提高气溶胶数据产品精度，本文构建了顾及全局与区域特征的中国地区气溶胶光学厚度融合模型。利用线性模型和非线性模型分别构建了全局和区域气溶胶融合模型，在此基础上提出了一种改进的最小二乘自适应整体解算方法，实现对融合模型参数进行最优估计。实验结果表明，改进后的算法使得融合模型模拟结果接近地基AEROENT实测结果。同时，考虑到全局数据与区域数据存在强烈的空间关联性，提出了将全局模型中存在的普遍关系和区域融合模型中所具有的区域时空特性两者特点进行有机结合的思想，建立了顾及全局与区域特征的融合模型。
2)利用中国地区5个地基AEROENT站点提供的气溶胶产品，对顾及全局与区域特征、非线性和Kalman滤波算法等三种融合模型模拟的气溶胶光学厚度数据的精度进行评价和验证。结果表明，顾及全局与区域特征的融合模型精度最优。首先，对融合数据的残差、整体均方误差进行精度评价，研究表明本文提出的顾及全局与区域特征气溶胶融合模型模拟的数据集与地基实测数据集最为接近、精度最好。改进后的融合模型整体预测均方差比其他两种模型在北京站、香港站、兴隆站、太湖站点有所减少，SACOL站点的MSE略高于改进后的最小二乘融合模型。而后，利用AEROENT5个地基观测站点对三种融合模型模拟的数据精度进行验证。结果表明，改进后的融合模型相关系数在0.87以上，其中北京、香港和兴隆3个站点的相关系数高于其他模型模拟的数据集，相关系数R超过0.91，并且该模型具有更好的稳健回归斜率和更小的RMSE，结果表明该模型在中国地区具有更高的精度、更好的适用性。
3)采用经过验证的精度最高的顾及全局与区域特征气溶胶融合模型，将2002年7月到2010年12月的9年MODIS和MISR气溶胶数据作为融合模型的输入参数，建立了一套中国典型地区气溶胶融合数据集，并对中国地区气溶胶时空分布、季节变化特征和长时间趋势变化特征进行了分析。结果表明，中国地区AOD高值区域与人类活动有着密切的联系，且具有显著的季节变化特征。线性趋势分析方法发现整个中国地区9年AOD值呈现轻微下降的趋势，但是中国典型地区依然呈现上升趋势。同时，发现长三角、珠三角和山西地区满足95％的置信度，这三个地区的趋势变化能够真实的反映趋势变化情况。利用经验模态分解方法对AOD长时间趋势变化分析，研究发现京津唐、长三角、珠三角、四川、广西、山西等6个地区的气溶胶近9年主要表现出3月、6月、1年、2年和4年的周期变化，除1年周期变化外，而其他周期均无法从原始数据直观获得。