1960年第一台激光器诞生以来,由于激光光源具有单色性好、方向性佳、相干性强、亮度高等特点,激光探测技术被迅速广泛应用于大气遥感、环境监测、航空航天与国防等领域。基于激光与不同大气成分的相互作用机制和传统微波雷达探测技术,人们研制出了米散射激光雷达、拉曼激光雷达、瑞利散射激光雷达、共振荧光激光雷达和多普勒激光雷达等多种大气探测激光雷达。激光雷达作为一种主动式光学探测设备,具有高时空分辨率、高精度和不存在探测盲区的优点,能实现大气密度、温度、水汽和风场等大气参数的实时综合监测。激光雷达技术的发展及装备研发,引起了世界上多个国家的高度关注和重视。中高层大气（20-110 km）中充斥着复杂的物理、化学动力学过程,是日地空间环境下不同大气层间能量、动量耦合以及物质交换的主要机制。温度是大气研究中一个重要特征参量,人们对大气动力学过程引起温度变化的探测技术与研究方法开展了深入研究。早期,温度的探测主要是携带无线电探空仪的探空气球,可探测地面至30 km高度范围的大气温度,但探测过程中容易受到水平风的影响,也无法获取同一时刻不同高度上的温度数据。基于大气分子对激光的瑞利散射和金属层原子的荧光共振机制,近几十年来,人们研制出了瑞利激光雷达和基于钠原子共振荧光的测温-测风激光雷达,实现了中层大气温度高时空分辨率的连续探测。海南岛地处近赤道滨海地区,受海洋季风气候影响,在全球大气循环系统里,该地区大气温度变化对我国陆地空间环境、气候变化有明显影响。迄今为止,人们在世界各地已经开展了大量的中高层大气温度变化的监测,但鲜有低纬度地区大气温度的长期观测研究报道。2010年,在国家重大科学基础设施建设“子午工程”项目的支持下,建立了海南激光雷达观测站（19.9°N,110.3°E）,实现了海南上空中高层大气活动的长期实验监测。本文基于该激光雷达的长期实验观测数据（2010-2020）,探讨了该低纬度地区中层大气（32-64 km）温度的变化特征。主要内容如下:（1）基于瑞利激光雷达实验观测数据开展了海南中层大气温度反演及误差分析工作。利用Hauchecorne-Chanin方法,反演得到了903个夜晚（时长6704.6 h）海口中层大气温度演变结果,高度和时间分辨率为90 m和3 min。在背景噪声的扣除、PMT信号修正、低通滤波等数据分析技术的合理使用下,有效提高了中层大气温度反演的精度,并将激光雷达探测温度与SABER/TIMED和COSMIC卫星数据进行对照,提高了大气温度的反演准确性。（2）基于对激光雷达长期夜间观测数据的温度反演,利用多参数正弦回归方法分析了该低纬度地区中层大气温度的年、半年和季节变化特征。研究结果显示,海口中层大气日平均温度呈现出周期性变化特征,最高温度为262 K,出现在春季的43-52 km高度范围;温度的年、半年、季节变化幅度最大值分别为6.0 K、3.8 K、1.7 K。平流层平均温度为238.6 K,主要表现为明显的年变化趋势,半年和季节变化不明显;平流层顶区域和低中间层的温度平均值分别为254.4 K和226.9 K,都具有年和半年变化特征,而季节变化不明显。（3）分析了2010-2020年间,海口平流层顶高度以及日平均温度变化特征。海口上空平流层顶区域位于42-51 km的高度范围,日平均温度最高为～262 K,最低为～240K,平流层顶区域大气温度的年际变化亦呈现出周期性振荡趋势。在太阳活动性发生明显变化的周期里,平流层顶温度变化趋势对辐射通量Flux 10.7变化有较明显的响应;而在太阳活动比较平静的年份里,大气温度变化与太阳辐射通量变化没有明显的相关性。这些激光雷达观测结果,对研究我国陆地气候变化以及全球变暖等重大课题有一定参考价值。在当前全球气候变化受到广泛关注的背景下,有必要深入开展该地区中高层大气活动区域特性研究工作,并进一步探讨该地区中高层大气温度变化对对流层气候变化的影响机制。