相干多普勒激光雷达优势在于高的时空分辨率、较快的响应速度以及能够适应雨、沙尘等恶劣天气。作为近些年来测量风场的新手段,应用广泛,风力发电行业对测风雷达的需求更为迫切。本文使用相干多普勒测风雷达探测风场,优化了雷达数据处理方式;将相干激光雷达应用于干旱地区、连续降水天气的复杂环境下进行探测,并且针对雾霾过程进行了初步研究。主要内容结论如下:(1)利用快速傅立叶变化和重心法完成了激光雷达视线风速提取算法、水平风场的反演。开展数次观测测试并对较多测风雷达数据统计分析,提出了激光雷达数据预处理办法,有效地解决了背景噪声受到大气干扰的问题。(2)针对快速傅立叶变化数据反演的低信噪比(SNR)条件下的短板,提出了单元比值恒虚警检测方法,给出了数据处理流程,完成实验验证。利用2016年5月的试验数据进行分析,并且同商用雷达进行对比验证。利用戈壁地区SNR低的自然条件进行实验,验证了雷达处理方法优化的可行性。实验结果表明:高SNR下数据处理方法改进前后频谱分析结果一致性较高;使用单元比值恒虚警检测方法的视线风速在低SNR下较符合大气规律;实验期间水平风速的相关性达0.9966,较之前提高了 11.49%,水平风向的绝对偏差均值为1.9382°,水平风向相关系数达0.9986,提高0.0087。同时给出了误差统计,便于分析。(3)在干旱、沙尘暴及降水天气条件下,利用相干激光雷达同150m测风塔、商用雷达进行试验。试验结果表明,相干激光雷达能够适应恶劣环境,能够与某商用雷达、风塔表现相当。利用相干多普勒激光雷达探测南京冬季雾霾天气,得出结论为:在南京雾霾天气过程中,气溶胶分布日变化较大,严重雾霾天气分散且持续时间不长。