沙尘气溶胶对局域和全球气候均具有重要影响,但其辐射强迫仍存在很大争议,主要原因之一是沙尘在短波和长波光谱范围内的吸收特性具有较大不确定性。因此,增进对沙尘矿物成分及其复折射指数的认识对于准确模拟大气辐射和减少相关气候模拟的不确定性至关重要。另外由于沙尘粒子形态和成分复杂,其非球形和非均匀性的准确表征也是制约遥感、卫星反演和气候模拟精度的重要因素。以上研究均需要优化粒子散射模型用于准确模拟沙尘气溶胶的光学特性。针对以上问题,本文开展了以下工作:一、发展了非均匀沙尘粒子模型,基于文献中的沙尘成分复折射指数数据,利用T矩阵方法通过与均匀球粒子光学性质的比较计算了短波（0.2-1.0μm）和热红外波段（6.0-14.0μm）沙尘的有效复折射指数。在短波波段赤铁矿决定了沙尘的吸收特性,而紫外波段（0.2-0.5μm）文献中的赤铁矿复折射指数可能被高估。在长波波段,有效复折射指数与实验测量值具有较好的一致性。二、利用均匀超椭球模型模拟了Granada-Amsterdam数据库中的实验测量相矩阵元素。在此基础上,进一步分析了粒子非球形非均匀性对模拟激光雷达观测量的影响。研究发现非均匀超椭球模型可以更好地模拟出0.355μm的雷达比观测结果。另外定量分析了沙尘粒子在近后向散射方向（174°、176°、178°）和后向散射方向（180°）光学特性的差异,结果表明利用近后向光学特性测量值计算雷达比的误差不可忽视。三、利用Cr IS（Cross-Track Infrared Sounder）红外高光谱数据和RTTOV（Radiative Transfer for TOVS）快速辐射传输模式,结合沙尘成分吸收通道,分析了沙尘气溶胶在热红外波段的吸收特性,对沙尘的石英、高岭石和方解石成分进行了识别,并发现了高岭石分布的地域差异。