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本文选择2012年7月21日发生在北京的强降水过程,基于WRF模式和欧洲中期天气预报中心发布的全球集合预报产品,利用集合变分混合(Hybrid)同化方法,实现了FY-3A卫星微波资料的同化;对比了Hybrid同化方法和三维变分(3DVar)同化方法对暴雨的模拟效果,分析了同化增量的分布;通过敏感性试验,研究了基于Hybrid同化方法同化不同微波资料时,资料的稀疏化尺度及混合系数对同化模拟效果的影响;对比了美国NOAA-16卫星和我国FY-3A卫星的微波资料在Hybrid同化方法中的应用效果。研究结果发现:利用Hybrid方法同化FY-3A微波资料后能有效提高暴雨的预报精度,相对于3DVar方法,Hybrid方法能有效减少虚假强降水模拟,模拟的强降水中心位置更接近实况。两种同化方法同化FY-3A微波资料均能改变初始场信息,但是增量的大小和分布却有明显差异。Hybrid方法的同化增量分布表现为非均匀性和各向异性,具有“流依赖”的特征。利用Hybrid方法,无论是单独同化FY-3A微波温度计、单独同化FY-3A微波湿度计还是同时同化这两种微波资料都能改善降水模拟效果,但是改进的程度不尽相同。同时同化两种微波资料时,对暴雨及特大暴雨的模拟效果较好。从同化增量来看,同化微波温度计资料主要影响同化增量的分布,同化微波湿度计资料主要影响同化增量的大小。针对本次暴雨过程及模式设计,Hybrid方法中的混合系数取0.5,资料稀疏化尺度取120km时,降水模拟效果最好。对比分析了利用Hybrid同化方法同化两颗不同卫星的微波资料结果显示,经过质量控制后,进入同化模式的NOAA卫星AMSU-A资料的通道数要多于FY-3A卫星微波温度计。AMSU-B资料的通道数和FY-3A卫星微波湿度计相同,但是有效资料要明显少于后者。通过偏差订正后,NOAA卫星微波资料和FY-3A微波资料进入同化模式中的系统误差均有效减少,且分布趋向合理,两种卫星资料的偏差订正效果相当。相对于同时同化NOAA卫星AMSU-A和AMSU-B资料,同时同化FY-3A卫星微波温度计和微波湿度计资料对暴雨和特大暴雨的模拟结果要更好。对于初始场的调整,都表现为微波温度计资料的作用更大,风场、温度场和相对湿度场同化增量分布与单独同化温度计资料的结果相似。