大气红外探测仪AIRS（Atmospheric Infrared Sounder）是目前国际上最先进的超高光谱分辨率红外大气垂直探测仪器，从650 cm^-1（15μm）到2700 cm^-1（3.7μm）的光谱范围内有2378个红外通道，光谱分辨率（ν／△ν）高于1200，观测范围覆盖全球，可以监测全球大气状态及其变化，能为数值预报模式提供大范围和高精度初始场，因此对该高光谱分辨率资料的处理和应用研究既有科学意义，又有实用价值。本文利用威斯康辛大学提供的全球晴空反演训练大气廓线资料集，一部分廓线作为训练样本，另一部分用于反演验证，采用SARTA（Stand-Alone Radiative Transfer Algorithm）辐射传输模式模拟AIRS卫星各通道辐射值，用特征向量统计回归方法反演晴空条件下大气的温度、湿度廓线和其他参数，并通过和实际观测值对比，评估反演效果。为了改进温湿廓线的反演精度，进一步增加地表温度、红外地表比辐射率约束反演过程，进行模拟试验研究，结果表明：1、利用特征向量反演算法，可以快速、精确地反演大气温湿廓线。反演误差在低层尤其近地面较大，高层相对较小，其中温度廓线在对流层以下的反演误差约为4～5K，在中高层约为3～4K，湿度廓线的反演误差随高度减小，近地面误差最大为3.2g／kg，整层平均误差为1.23g／kg。2、温度垂直廓线的反演对地表特征属性非常敏感，增加地表温度作为约束因子明显提高了低层大气温度的反演精度，而增加地表比辐射率主要提高了高层200—40mb之间大气温度的反演精度，若同时增加上述两项地表属性作为约束因子，则同时能够提高低层和高层大气的温度反演精度，其中低层温度反演均方根误差RMS平均减小了0.65K，高层RMS减小了0.75K，其改进效果要比单独增加某一项地表因子更加明显。3、单独增加一项地表特征属性作为约束因子，水汽反演结果并没有出现明显变化，尤其地表比辐射率对水汽反演的影响很小，地表温度的影响存在正负效应；若同时增加两项地表属性作为约束因子，近地面的水汽反演结果基本不变，而在900mb—500mb之间，水汽反演的结果变化相对明显，反演误差有所减小，其中900mbRMS减小了0.4g／Kg。