近年来随着工业技术的迅速发展，环境污染问题随之变得越来越严重，全国各地均出现雾霾天气，严重影响了人类的生产生活，因此对于大气气溶胶的研究也日趋重视。大气气溶胶作为大气重要成分，其成分复杂、起因多元化。研究大气气溶胶微物理参量（粒子谱分布、有效半径和氟折射率）的空间分布对研究大气成分及来源问题具有重要意义。　　文中设计并优化了一套多波长（355nm、532nm和1064nm）偏振激光雷达系统，可以实现近地层0.5~4km的多波长米散射探测和偏振探测。同时，分析了基于Tikhonov的数值逼近反演算法，研究了适合多波长米散射激光雷达信号的粒子谱反演算法，设计并编写了气溶胶粒子谱反演算法程序；根据已有的粒子谱分布模型，对所设计反演算法进行了仿真计算和分析；仿真结果显示有效半径误差可控制在15％以内。利用该激光雷达系统对多种天气情况下（晴天、多云和雾霾）的大气气溶胶进行了探测，利用反演算法对获取到的探测数据进行了反演分析，并得到了大气光学参数和微物理特征参数。分析比较了三种天气情况下的消光特性、退偏特性、粒谱分布特征和有效半径。结果表明：三种天气情况下的消光特性、粒子谱分布及偏振特性差异明显，与天气情况相符，能够较好反映出不同天气情况下的微物理分布特征。同时本文还对西安地区2014年冬季的大气气溶胶进行了连续实验观测，结合冬季的天气变化情况，统计分析了微物理参量的变化规律。