夜间雾已成为交通事故频发的重要隐患，夜间雾检测对防治和减少因雾造成的事故和损失，保障人民生命财产安全具有重要的意义。雾与晴空地表夜间亮温差存在明显差异，二者在亮温差影像上有清晰边缘的特征，算法通过Canny边缘检测获取该边缘混合像元，根据边缘混合像元亮温差均值自动获取二者分离检测阈值，进行夜间陆地雾检测。5天H8/AHI夜间雾算法检测结果平均正确率为93.3%、误警率为29.8%，可靠性因子为67.8%，结果表明算法较适合大面积浓雾检测，但对地表存在的特殊天气如霾、雨雪天、雾发展为低云等情况易虚假报警，如未有相关伴随雾的天气现象出现，检测结果正确率为94.6%、误警率为0.05%、可靠性因子为90.1%。算法优点为可自动确定雾与晴空地表的分离检测阈值，与已有夜间雾自动检测算法相比，该算法检测精度有较大提高。2015年11月27日至12月1日17：00~07：00不同时刻夜间雾时序检测定性验证结果证明，算法适合晨昏时刻遥感影像中已处于夜晚区域的雾检测，可检测出90%左右的雾区；对整幅影像均处于夜间的遥感影像，算法检测结果正确率高达90%以上，定性验证结果进一步证明了算法的稳定性和可靠性。

利用紫外地基激光雷达，结合CALIPSO星载激光雷达、MODIS产品对2019年10月28日至29日南京地区一次沙尘污染过程进行观测研究。结果表明沙尘粒子28日开始进入南京，29日达到污染高峰，污染主要集中在2 500 m高度范围内。沙尘气溶胶易出现分层现象，上层粒子直径较小，下层粒子直径较大，随时间推移上层小粒径沙尘不断沉降，在近地面与下层污染混合、累积，导致近地面消光系数持续增高，进而引起局地沙尘污染现象。结合HYSPLIT后向轨迹分析结果，判定此次南京地区沙尘污染为外部输入，沙尘可能来源地为内蒙古、蒙古地区，沙尘粒子随冬季风由北往南输送，在此过程中不断沉降、累积，造成区域性污染天气。

大气细颗粒物PM_2.5是影响人类生存环境和身体健康的主要大气环境污染物，研究PM_2.5质量浓度季节变化的规律及空间分布特征，对于大气污染物的预防和治理有着重要的意义。利用2018~2020年MODIS卫星L2级AOD产品、MERRA-2气象数据以及地面站点PM_2.5实测数据，基于改进的随机森林算法，构建AOD-PM_2.5反演模型，对京津冀地区PM_2.5质量浓度进行估算，并分析PM_2.5质量浓度空间分布特征以及季节变化规律。结果表明：①春夏秋冬4组模型决定系数（R²）均值分别为0.78、0.66、0.83、0.83，模拟精度较高。②2018~2020年京津冀地区春夏秋冬四季PM_2.5浓度呈显著的空间分布特征及季节变化规律。其中PM_2.5污染最大值出现在冬季，最小值出现在夏季。③历年同季节相比，京津冀地区PM_2.5污染范围和浓度数值均有所减小，2020春季和秋季PM_2.5污染范围与2018年、2019年相比改善较明显。

甲烷（CH₄）是大气中具有化学活性和辐射活性的气体。随着人类文明的发展，CH₄的总量一直在增加。工业革命前全球CH₄浓度为700 ppbv，到20世纪90年代它的浓度达到1714 ppbv。研究阐述了CH₄地基探测、空基探测、星基探测及反演算法的发展现状。自1979~1983年Nimbus-7卫星上的SAMS探测仪首次实现对平流层CH₄浓度探测以来，国际上已有许多可探测CH₄的卫星探测仪。随着卫星探测技术的发展及反演算法的改进，卫星传感器反演的CH₄精度逐渐提高。其中天底模式下TROPOMI传感器反演的CH₄浓度与地面站点数据的偏差为14 ppbv（0.8%）；临边/掩星模式下ACE-FTS反演的对流层至平流层下部CH₄廓线精度在10%以内。而后，基于AIRS L3产品分析了300 hPa、150 hPa全球CH₄浓度变化趋势和分布特征， 2010~2020年全球CH₄浓度增长了约50 ppbv，年均增长率约为0.29%；全球CH₄浓度北高南低，高值区分布在大西洋中部、非洲北部、中东地区和中国西部。

偏振遥感技术监测细模态气溶胶光学物理特性的优势，是监测大区域大气污染的有效手段。基于高分五号（GF-5）携带的多角度偏振成像仪（DPC）的多角度偏振观测数据开展全球陆地上空的细模态气溶胶光学厚度（AOD_f）反演研究。主要通过地表二向偏振反射（BPDF）模型估算出地表偏振反射率，结合评价函数得出了最优气溶胶模型以及AOD_f反演结果，将反演结果与AERONET地基观测数据进行了对比验证。结果显示： 地基数据与反演结果相关性系数达到0.903，平均绝对误差，平均相对误差、均方根误差分别为0.026、0.43%、0.060，反演结果总体可靠，反演方法具备可行性。