电离层和中高层大气空间范围交叉，带电成分与中性大气共同经历着复杂的化学和动力学过程，进行成分和能量的输运与反馈。深入理解中性大气-电离层耦合机制对于完善日地系统空间天气耦合链至关重要。流星烧蚀在80-300km释放的金属原子、离子是中性大气-电离层耦合机制研究很好的示踪物。本书以北京延庆激光雷达系统在中层顶及热层区域观测到的钠原子层、钙原子层、钙离子层、钾原子层的夜变化、季节变化、年际变化规律，以及一些特殊大气现象(突发金属层、热层金属层)的统计及机制分析为基础，介绍了当今大气金属层探测研究的现状与发展趋势。