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本论文基于多源大气水汽资料（地基GPS、探空和数值模式输出），采用多种研究方法以及大气辐射模式，探讨了青藏高原（简称高原，下同）大气水汽多时间尺度变化特征及其对辐射模拟的影响。结果表明：（1）近10多年（1999～2010）拉萨探空（RS）观测的大气水汽总量（PW）比地基GPS观测的结果（GPS_PW）明显偏小，偏小程度随使用不同的探空仪而异，新型探空仪（GTS-1）的探测偏差明显小于旧型探空仪（GZZ-2）的探测偏差。分析发现PW偏差（RS_PW-GPS_PW）具有明显季节变化和日变化特征。太阳辐射加热以及气温日变化和季节变化是造成PW偏差日变化和季节变化的原因。据此提出了PW偏差的订正方法，该方法在实际应用中取得了较好订正效果。（2）近35年（1976～2010年）高原PW和大气平均温度均呈显著增加趋势，大气增温是PW增加的重要因素。在高原夏季风活跃期（4月上旬～10下旬）PW具有4～14天和60～90天的显著变化周期。夏季高原及周边地区的季风区和季风边缘区PW随海拔高度的变化符合幂函数规律。高原PW具有显著日变化特征，该特征随站点海拔高度、地形和局地气候特点的不同而异。（3）基于降水临界理论，建立了PW和降水量之间的关系式。在高原大气增温和增湿的背景下，极端降水发生频率增加。（4）高原地区ECMWF分析资料的PW与GPS_PW基本一致，JRA-25分析资料的PW在夏季略偏小。NCEP和Met-Office分析资料的PW夏季明显偏小，这些大气水汽估算误差对高原长短波辐射模拟均有重要影响。（5）高原大气水汽、臭氧、气溶胶和云对太阳辐射直接影响呈显著季节变化特征。水汽对太阳辐射吸收月平均值约9～95W/m~2，约占太阳总辐射2%～13%。臭氧对太阳辐射吸收月平均值约8～12W/m~2，约占太阳总辐射1.5%～1.8%。气溶胶对太阳辐射直接影响为春夏季较强，秋冬季较弱。高原气溶胶直接辐射强迫年平均值约-13.7~-10.1W/m~2。云对地表短波辐射强迫年平均值约70～140W/m~2，其大小与站点所处区域的气候特征有关。高原大气水汽、臭氧和云对向下长波辐射的影响也呈显著季节变化特征。大气水汽向下发射的长波辐射约10～78W/m~2，约占地表向下长波辐射6.0%～25.0%。臭氧向下发射的长波辐射约1.6～2.0W/m~2，约占地表向下长波辐射0.6%～1.0%。云对向下长波辐射影响的年平均值约20～40W/m~2。近35年高原夏季水汽增加对太阳总辐射、净短波辐射和长波辐射的影响分别为-1.16±0.40、-0.93±0.32和1.28W m-2/10a。年平均水汽增加对太阳总辐射、净短波辐射和长波辐射的影响分别为-0.57±0.18、-0.45±0.14和0.65W m-2/10a。