目前,关于灰霾的研究主要集中在天气形势、化学组分、污染来源等方面,霾过程垂直方向污染特征和大气边界层对霾的影响研究较少。另外,目前获取大区域地面颗粒物浓度主要通过卫星资料反演,但其主流方法存在局限性。激光雷达可探测不同高度气溶胶强弱信号,使得研究气溶胶垂直方向分布特征、大气边界层高度和反演地面颗粒物浓度多了一种技术手段。本文首先利用微脉冲激光雷达对2012年10月南京地区的一次灰霾天气进行了不间断观测,结合地面气象要素和PM10、 PM2.5质量浓度资料分析了此次污染过程颗粒物质量浓度、气象要素、气溶胶垂直方向光学特性和边界层高度(Atmospheric Boundary Layer Height, ABLH)日变化趋势以及相关性并与11月11-12日非灰霾天气做了消光系数和ABLH的比较。结果表明,本次灰霾过程颗粒物浓度与近地面消光系数日变化较相似,基本上呈现夜间高午后低的趋势；灰霾期间ABLH远低于非灰霾天,近地面消光系数则相反；ABLH日变化略滞后于地面温度并与PM2.5呈现负相关关系,而ABLH低时近地面消光系数处于较高水平,高时消光值较低。其次,从2013年5月至11月筛选激光雷达和MODIS大气光学厚度(AOD)资料,提出一种基于激光雷达反演大气气溶胶消光系数廓线结合MODIS大气光学厚度资料估算地面颗粒物质量浓度的方法,将该方法与AOD/ABLH方法进行对比,最后将估算的颗粒物浓度与实测值进行比较。研究表明,该方法估算地面颗粒物浓度效果好于AOD/ABLH方法,与观测PM2.5和PM1o浓度相关系数分别达到0.8和0.62。两种方法估算得到的地面颗粒物浓度与实测值比较,本文提出的新方法估算的结果准确性更好。