Актуальность работы обусловлена необходимостью развития методов и систем дистанционного зондирования атмосферы для обеспечения оперативного мониторинга состояния окружающей среды. Цель работы: разработка методики планирования и проведения лазерного дистанционного зондирования малых газовых составляющих атмосферы посредством подхода, объединяющего преимущества метода дифференциального поглощения (МДП) и дифференциальной оптической абсорбционной спектроскопии (ДОАС), поиск информативных длин волн в среднем ИК-диапазоне, численное моделирование лидарного зондирования малых газовых составляющих атмосферы на выбранных длинах волн. Методы исследования: метод дифференциального поглощения, метод численного моделирования лидарных сигналов. Результаты. Исследованы возможности применения лазерной системы с параметрической генерацией света на основе нелинейного кристалла KTiOAsO4 для лидарного зондирования атмосферы в диапазоне спектра 3-4 мкм. Разработана методика лидарных измерений газовых компонент атмосферы с помощью методов дифференциального поглощения и дифференциальной оптической абсорбционной спектроскопии. Проведена апробация разработанной методики для оценки возможностей лидарного зондирования малых газовых составляющих атмосферы. Представлены результаты моделирования лидарных измерений малых газовых составляющих атмосферы в диапазоне 3-4 мкм, показывающие возможность восстановления лидарного сигнала на вертикальных трассах до 5 км, на горизонтальных трассах до 10 км при зондировании метана, формальдегида, бромоводорода и хлороводорода, используя лазерное излучение с шириной аппаратной функции 2 см-1. Вывод. Лазер с параметрической генерацией света на основе нелинейного кристалла KTiOAsO4 с рабочим диапазоном 3-4 мкм является перспективным источником излучения для дистанционного зондирования рассматриваемых в работе малых газовых составляющих атмосферы на приземных тропосферных трассах с применением разработанной методики.