近年来,低云上气溶胶(ACA,Above-low-level-cloud aerosol)及其对低云的影响逐渐备受关注,然而对其引起的气溶胶-云辐射的综合影响仍缺乏深入了解。这主要是由于缺乏针对ACA场景的气溶胶层和云层的全面、准确的反演,以及对ACA对低层云宏微观物理特性的影响认识不足。本文借助于多源卫星观测数据,对ACA反演新方法及其对低云的影响开展了研究,主要的研究内容如下:(1)开发了一种星载激光雷达多通道联合的ACA识别和反演的改进算法。新算法通过结合星载激光雷达CALIOP(The Cloud-Aerosol Lidar with Orthogonal Polarization)三通道观测结果,侧重利用1064 nm通道,可以可靠地识别和反演弱ACA层和浓ACA层。同时通过研发新的昼夜多尺度平滑算法,可以在白天和夜晚之间提供相对一致的ACA反演结果。基于新算法,本研究建立了新的四年(2007年至2010年)全球ACA数据集,并展示和分析了新的全球ACA发生率和光学厚度(OD,optical depth)的季节平均分布图。本文进一步分析和讨论了大西洋地区ACA层与低云层的相对位置。以往研究认为该地区ACA层与低云层的平均间隔大于1 km,因此气溶胶-云相互作用主要以半直接效应为主。而新结果表明,该地区ACA层与低云层之间的平均距离小于0.2 km,表明该地区的ACA更有可能与低层云混合,从而直接影响低云的微观物理特性。(2)基于2007年至2010年新的ACA全球数据集,本研究通过讨论大西洋地区ACA的OD、ACA发生率与低云颜色比(CR,color ratio)之间的关系,分析了该地区ACA层对低云层的可能影响。低云的衰减积分CR(IACR,Integrated attenuated color ratio)的季节平均分布表明,烟尘区域的低云IACR在烟尘爆发季节比其他地区或季节大30%-50%;而沙尘区域的低云IACR在沙尘爆发季节与其他季节之间的差异很小。因此,低云上烟尘型气溶胶比沙尘型气溶胶具有更强的颜色效应,这对于被动反演ACA和低云具有指导意义。而进一步分析 ACA OD 与低云的校正积分 CR(ICCR,Integrated corrected color ratio)的关系表明,随着沙尘型ACA OD值的增加,低云ICCR具有较为明显的下降趋势,而低云ICCR与烟尘型ACAOD的关系较弱。这表明相比烟尘型ACA,沙尘型ACA可能对低云具有更强的微物理效应,即低云的云滴尺寸可能会随着上方沙尘气溶胶的增加而减小。(3)基于2007年至2010年卫星遥感海洋日平均数据,本研究通过对比分析南、北半球中高纬的同纬度区域海洋低层云的云顶温度、云厚度和液态云水路径(LWP,liquidcloud-waterpath)之间的关系,对气溶胶对低层云LWP的影响进行了研究。结果表明,在相同云顶温度情况下,北半球非降水性低层水云的平均厚度明显小于南半球、平均LWP大于南半球;而北半球非降水性混合相低云的平均厚度、平均LWP与南半球较为接近。进一步对比分析南、北半球相似的非降水性低层云LWP的季节性差异,结果表明,气溶胶对于非降水性混合相低云的LWP影响较小,对低层水云影响较大。气溶胶对低层水云LWP的影响在北半球气溶胶含量较小的夏秋季十分明显,导致全年低层水云的平均LWP相比南半球大8.3 g/m2,而在气溶胶含量较大的冬春季不明显,可能跟气溶胶与低层云多种作用的共同影响有关。研究还发现相比南半球相对洁净的情况,北半球中高纬度的混合相低云的降水概率比南半球最大大了 19%左右。本文结果可以帮助我们更好地了解全球气溶胶传输和气溶胶-云之间的相互作用,还可以为模式评估和改进提供有用的信息。