温度是大气科学研究的基础。为了研究大气温室效应、城市热岛效应、逆温层、地球重力波等问题,需要扩大大气温度测量的范围和手段。对与人类活动有密切关系的对流层大气温度观测尤为重要。本文主要介绍了一种使用碘分子滤波器测量对流层大气温度的方法及激光雷达系统。碘分子滤波器被用来滤除大气气溶胶散射信号以及鉴别Cabannes散射谱线宽度。望远镜接收到的信号分成两部分,一部分经过一次滤波器,另一部分经过两次滤波器。这两部分信号都被滤除了气溶胶散射的影响,然而其Cabannes散射信号被吸收的程度不同。因此,根据这两部分信号,可以获得大气温度的信息。基于该思想,对使用碘分子滤波器测量大气温度进行了初步研究。在分析Cabannes散射与温度的关系时,使用了S6模型。该模型比高斯模型更接近于实际情况,是大气温度和压强的函数。根据标准大气参考值,给出了不同高度上的Cabannes散射谱线,并与高斯模型、洛仑兹模型进行了比较。鉴于Cabannes模型的复杂性,本文给出了使用泰勒级数展开的简化方法,以及使用自恰方法同时求解大气的温度和压强。同时分析了使用该方法测量大气温度的灵敏度以及信噪比。测温激光雷达装置是在非相干多普勒测风激光雷达的基础上建立以来的。使用光纤连接各主要接收器件。它证明了基于碘分子滤波器测量大气温度的可行性。其优点在于:该系统不仅可以测量大气的温度,还可以测量大气风场以及大气的气溶胶混合比。总之,本文从Cabannes散射与温度的关系着手,介绍了使用碘分子滤波器测量大气温度的理论,给出了反演温度的方法,分析了测量灵敏度,并建立了激光雷达系统证明了该方法的可行性。