本文分别从接近各向同性的我国中尺度模式背景场误差协方差和各向异性的背景场误差协方差函数的应用两个方面进行研究的。 实际大气单变量背景场误差协方差接近各向同性,准确描述背景场误差协方差是做好变分资料同化的一个关键问题。实际研究表明,背景场误差协方差在全球不同的区域,方差和特征长度各不相同。本文结合基于预报样本空间NMC方法和基于观测样本空间的Ⅳ方法的特点,共同统计调整了适合我国区域范围的中尺度模式的背景场误差协方差矩阵。在统计的过程中,据实际大气的特点,协方差假设为各向同性的。针对NMC方法统计的背景场误差协方差的结果,分析我国中尺度模式背景场误差协方差的三维结构特征。将NMC方法统计的结果,结合已有的Ⅳ方法的结果对误差协方差的方差部分进行了调整。并将统计调整得到的背景场误差协方差应用于实际的中尺度模式WRF的三维变分同化系统中,进行了单点试验和探空资料同化个例试验,验证了背景场误差协方差的合理有效。 而多普勒雷达径向速度资料呈现非各向同性的性质。为解决雷达测速模糊问题,将非各向同性的背景场误差协方差函数,应用于雷达资料的质量控制,无需外界风场信息,直接从存在速度折叠的多普勒雷达径向速度资料中获得垂直VAD风廓线。其根据多普勒雷达径向速度资料的特点,水平方向采用非各向同性的单变量背景场误差协方差函数。选定用于形成VAD风廓线的那些圈层,用简化的多变量统计插值技术(Cressman插值),为被检查的资料提供一个对比的分析参考值后,从而确定折叠次数。对选定圈层上被检测资料经过最优插值质量控制修正模糊速度后运用经典的VAD技术得到水平风速,进而得到垂直方向的风廓线。为检验此法效果,利用1999年5月3日到4日奥克拉荷马强龙卷的雷达资料,给出风廓线仪的实测结果对比分析,Tabary的切线拟合方法和条件概率方法,Yamada的连续性检测方法的对比试验及退模糊后的径向速度图。结果显示背景场误差协方差函数方法应用于雷达资料质量控制,结合VAD方法,有能力直接从存在严重折叠的雷达资料中反演出准确的风廓线。