风廓线雷达是一种地基遥感设备,能够实时提供大气的3维风场信息、垂直气流、大气折射率结构常数等气象要素随高度的分布,具有很高的时空分辨率,目前国内对应用风廓线雷达谱产品探测边界层特性的研究并不多。本文基于风廓线雷达能够连续、高效和准确地探测无降水情况下大气边界层的特性,利用风廓线雷达和微波辐射计资料,应用传统方法及其改进方法,对大气边界层高度进行反演,并对比分析不同方法、时段的反演结果,总结了其原理差异。不仅如此,本文还利用了位于上海城郊同步观测的风廓线雷达,多要素分析并对比城郊边界层和风的相关情况,并指出原因。对基于信噪比反演高度的传统梯度法和小波法进行了改进并进行对比,改进效果良好。基于微波辐射计温度廓线的Holzworth法只适用于白天对流边界层。基于温度和水汽密度廓线的温度梯度法,反演高度日变化不大,日最小高度较大,主要依赖于临界值的选取。对上述反演结果的差异进行了原理探究,基于信噪比反演依赖于湿度梯度;Holzworth法高度依赖于地表温度;温度梯度法反演以虚位温廓线为依据。对上海城郊边界层探测发现,城区垂直运动强于郊区,该现象在夜间更为明显,由于上升气流加强的影响,城区上升运动比郊区更强。郊区风速高于城区,夜间风速强于白天;郊区的各高度最大风速及其梯度均高于城区;白天风速梯度随高度变化更小;城市冠层以上,风速及梯度迅速增大,粗糙次层以上,风速变化缓慢;受下垫面粗糙度影响,城区100m高度处风速明显小于郊区,而在冠层以上,风速较接近,相关系数达到了73%。受粒子大小及湍流影响,郊区上空总体谱宽强于城区,且随着高度增加,谱宽减小;400米处郊区白天湍流耗散率略大于城区,夜间则小于城区。白天城区边界层高度总体高于郊区,尤其以午后较为明显,达到了1.4km,夜间两站高度均下降明显,维持在300多米。