机场上空的低空风切变是严重影响飞机在起飞和降落阶段飞行安全的气象因素，因此研究对低空风切变的探测和预报技术显得非常必要。由于低空风切变发生突然、时间短、尺度小、强度大等特点，要提高低空风切变的预报能力，需要足够准确的高精度风场数据和对这些数据能进行有效处理的预报方法。 本文以研究低空风切变预报方法为目的，基于由单多普勒激光雷达得到的较高精度数据的硬件环境和假定的背景风场，验证了进行低空风切变预报的可行性，并仿真实现了低空风切变的预报。首先分析了小尺度风场系统和低空风切变的模型和特点，比较了多种风切变的探测方法。其次比较了线性外推法和数值预报方法等多种风场预报方法，并通过分析各个方法的优缺点以及适用范围，选取变分同化为本文的预报算法，并对算法进行了改进。再根据仿真的背景风场和选定的预报方法，分析了VAD(Velocity Azimuth Display)技术、VAP(Velocity Azimuth Processing)技术和动力学数据同化技术等单多普勒激光雷达的风场反演方法，通过比较各个方法的优缺点以及适用范围，选取涡度一散度为本文采用的反演算法，并对算法进行了改进。最后选取有效的探测方法实现对低空风切变的实时探测。 在算法仿真中，本文基于VC++环境仿真了以下四个实验：首先仿真实现了低空大气背景风场，其次基于变分同化方法实现了低空风场预报实验，再基于涡度一散度方法仿真了低空风场反演实验，最后对反演得到的三维风场成功实现低空风切变的实时探测。本文成功仿真实现了低空风切变的预报，并在最后通过分析试验数据提出了提高预报准确性的可行性方法。