臭氧是当今许多领域科学家所共同关注的一种气体,臭氧的探测自然也得到人们的重视。目前,卫星测量的紫外后向散射探测臭氧总量已经成为臭氧资料获取的主要方法。本文以模拟计算为主要手段,对目前紫外后向散射反演臭氧总量的算法进行分析,对影响臭氧总量反演的因子进行探讨研究。另外对前向散射进行臭氧总量探测的可行性进行了研究。主要研究结果如下:（1）进行了大气臭氧廓线、温度廓线、下垫面反照率、云顶高度以及仪器本身等对臭氧总量反演的误差分析,结果如下:a大气臭氧廓线对反演精度的影响程度取决于:探测波长的选取、太阳天顶角、大气臭氧总量、下垫面反照率、真实大气臭氧廓线与反演时选择的臭氧廓线的差异所在高度。太阳天顶角不大于60°时,平流层臭氧廓线的影响较小,误差不超过1.5%,小于对流层臭氧廓线的影响。随着太阳天顶角度的继续增大,平流层臭氧廓线的影响越加严重,误差可超过4%。随着下垫面反照率的增大,对流层和平流层的廓线影响是减小的。b臭氧峰值高度的温度对臭氧反演的影响最大。由温度廓线引起的臭氧总量反演误差可能超过9%。c若下垫面有效反照率被低估,则产生的臭氧总量值较真实值偏低;若反照率被高估,则臭氧总量值偏高。误差随着太阳天顶角的增大而减小。d如果下垫面有效气压被高估,则反演得到的臭氧总量偏低;若下垫面有效气压被低估,则反演得到的臭氧总量偏高。且随着太阳天顶角的增大,下垫面气压对反演的影响是减小的。e通过对云顶高度引起的三种误差,即内插误差、云上臭氧反演误差以及云下臭氧反演误差的分析比较,得知:相对内插误差,后两种误差比较大,且两者不能正负相互抵消一部分,反而总是相互叠加在一起,会给反演造成很大影响,最大误差可能达到20%。内插误差可通过尽量增加计算的有效气压层来减小,可能控制在0.5%以内。f用TOMRADE模式计算得到后向散射强度为模拟探测值,用SBDART模式进行插值表的计算,反演得到的臭氧总量值比真值偏低,且臭氧总量越低,误差越大。相同臭氧总量时,随着太阳天顶角的增大,误差越来越大。这可能是因为随着太阳天顶角度的增大,偏振效应越来越强,故标量模式与矢量模式的差异也越来越大,误差可能超过15%。g由于辐射衰减路径与secθ0 + secθ（θ0为太阳天顶角,θ为卫星天顶角）成正比,故随着θ0、θ的增大,由于θ0和θ的误差而引起的臭氧反演误差也增大。h杂散光使得反演出的臭氧总量数值偏小,且这个误差随太阳天顶角度的增加而增大。若将仪器的杂散光控制在的0.1%,则由此而产生的误差在0.5%以内。i由于中心波长的偏差,反演误差在0.84%～1.11%之间,由于带宽的影响,反演误差最大可以超过2%。由于辐射标定造成的波长相关的误差如果等于1%,则臭氧总量的反演误差<2%。Im（360）（2）目前TOMS测量的后向散射强度反演臭氧总量的所有算法中,都将云考虑成不透明的Lambert反射体,并假定云顶有效反照率不随波长的变化而变化。然而本文通过模拟计算发现,由于云散射、Rayleigh散射、臭氧吸收三种作用的综合结果,云顶的有效反照率是与波长相关的,即使光学厚度比较大的云,辐射也可由云顶继续向下传输,因而会受到云顶以下臭氧吸收的影响。用V7方法作为反演方法进行模拟计算,结果表明:云的出现使得云顶以下、特别是云内光程增强,导致紫外波段的臭氧吸收衰减增大,所以反演出的臭氧总量值比真实值偏大,称这种现象为“云吸收效应”,并讨论了该效应的影响因子。最后,在辐射传输模拟的基础上建立一套反演算法,大大减弱了“云吸收效应”的影响。（3）通过模拟计算和结果分析,探讨无云的晴天、垂直对天顶观测的紫外前向散射反演大气臭氧总量的可行性。计算表明,穿透能力与探测灵敏度之间的复杂联系使得探测波长应随着sΩ0的增大而波长变长,若用波长对探测,则波长对中较短的波长也应随着sΩ0的增大而增大。另外大气的臭氧总量越少,反演结果受下垫面反照率,气压和仪器精度的影响越大,因而反演误差越大。当强度I_i的测量精度是±1%,下垫面反照率R和气压P₀的分辨率分别达到±0.05和±10hPa,若用单波长探测,则在大气臭氧总量Ω0和s都较小时,反演结果大于5%。若选用波长对进行探测,由于R和P₀的误差对反演结果的影响降低,故精度大大提高。I ,iR和P₀在上述精度下,选取适当的波长对进行探测,精度至少可达±4%,当臭氧总量高于350DU,可达±2%。