本文分析了强激光在大气传输中产生的折射、吸收和散射等线性光学效应，以及热晕和大气击穿等非线性光学效应。同时通过数值计算和实验研究了一些主要波段激光的大气传输特性。 激光在大气中传输时，会受到大气分子以及气溶胶的吸收、散射等影响而不断衰减。自然环境中的霾、雾、云、雨和雪等现象，都严重影响了激光在大气中的传输。本文系统地研究分析了辐射在大气中传输的线性光学效应，包括大气折射、大气吸收和大气散射等衰减问题，并讨论研究了在恶劣天气条件下辐射衰减问题，通过数值计算和实验研究给出了辐射在霾、雾、云、雨和雪中衰减的理论公式及经验公式，并从理论和数值上分析了辐射在大气中的衰减问题。 本文通过在实验室内模拟雾、烟等恶劣天气环境，研究了0.53μm和1.06μm激光的大气传输特性。得到了无论在雾还是在烟中，1.06μm的激光有着更好的传输特性的结果，但是由于水对1.06μm波段的光有着强烈的吸收，当空气中存在着较大半径的液滴时，就严重的影响了其正常传输。 提高能量密度，可以使激光传输更远的距离，但是强度过高地激光会导致大气击穿。由于产生的等离子体的屏蔽作用，后续激光已经无法正常的传输。本文从理论和数值上研究了大气击穿效应和热晕等非线性光学效应问题，并通过试验测试了空气的击穿阈值和水蒸气的击穿阈值。空气中存在的尘埃和水汽，都显著得降低了空气的击穿阈值。