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2002年5月上天的Aqua是美国地球观测系统中的第二颗卫星EOS-2(EarthObservingSystem)，它携带的大气红外探测仪AIRS(AtmosphericInfraredSounder)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。1200的光谱分辨率和全球覆盖能力使其可以观测全球大气状态及其变化。对其超高光谱分辨率资料的处理和应用的研究既有科学意义，又有实用价值。
本文通过对AIRS光谱特性的计算分析，揭示出AIRS仪器高光谱分辨率带来的是吸收带翼区的精细信息分布，及其与以往大气探测仪比优越的所在：光谱分辨率高、通道多，反演出的大气参数垂直分辨率高，精度高。
利用AIRS实际观测资料反演大气温度，本文使用的是便于处理大数据量的统计反演方法中的特征向量法，计算回归系数使用的是AIRS观测辐射值和T213数值预报分析场。本文从最佳特征向量数、回归系数计算、光谱通道选取、增加预报因子和与先进的卫星大气垂直探测系统ATOVS(AdvancedTIROS—NOperationalVerticalSounder)反演结果及国外同类产品比较等五个方面进行了大气温度反演试验研究。研究结果表明：1)反演时，最佳特征向量个数与所使用通道个数有关；2)白天和夜间分别计算回归系数来分别反演白天和夜间的大气温度，可以获得较好的反演结果；3)在利用超高光谱分辨率仪器进行反演时，合理选择通道是非常必要的：4)AIRS反演的大气温度在对流层顶和中上层具有较高的精度，在对流层低层，尤其是近地面反演精度不够理想；5)增加地表温度，地表发射率和地形三个预报因子，可以提高近地面的反演精度；6)AIRS反演出的大气温度在对流层中上层和对流层顶明显比ATOVS的精度要高，同时分析了AIRS温度反演在对流层低层和近地面不及ATOVS的基本原因是ATOVS中增加了微波仪器的信息，本文反演的大气温度精度与国外同类产品精度基本一致。
总体讲本研究工作有以下五个特点：
1．利用高光谱分辨率数据，光谱通道宽度变窄，计算权重函数，揭示出高光谱可以提高吸收带翼区的垂直分辨能力，同时可作为研制我们高光谱红外大气探测器选择波段的依据。
2．日较差大的季节或地区，日夜分别计算回归系数可提高大气温度反演精度。
3．把反映地表特性的因子作为回归反演的附加预报因子，可明显改进近地面层的大气温度反演。
4．大气温度反演试验的研究证明，AIRS超高光谱大气探测器可明显改变对流层中上层以及对流层顶的反演精度，对流层低层的反演精度的进一步改善需要考虑微波资料的加入。
5．本文采用T213数值预报分析场进行回归系数计算，为AIRS资料反演业务化奠定了良好基础。