本文对大气动力学基础理论研究中的静力平衡适应问题,以及理论研究成果在数值预报中的应用问题进行了细致的研究。首先,利用尺度分析法给出了描述干大气静力适应过程的控制方程组及对应的线性扰动方程,推导了能量收支方程;基于此,从波动响应、气团运动特征和能量转换的角度分别揭示了静态和非静态干大气静力适应过程的物理机制;紧接着,定义了声重力波的波能密度函数,利用其演变方程研究了适应过程中的波流相互作用;并结合理想数值实验,研究了初始扰动对静力适应过程的影响;最后,针对理论成果在非静力完全可压缩深层大气数值预报模式中的应用,给出了优先选择的垂直变量配置方案。当大气静力平衡状态被破坏后,非静力扰动能量立刻激发出声波和声重力波,在静态大气中,声波和声重力波将扰动能量频散到整个空间从而实现静力平衡的重建;在非静态大气中,由于波流相互作用使得能量在扰动态与基态之间发生转换,对于衰亡型波动的结构配置,能量从扰动态向基态转换,波动能量随时间衰减,静力适应最终得以实现;而对于发展型波动的结构配置,能量从基态向扰动态转换,波动能量随时间增长,静力适应过程无法实现;在静力适应过程中,这两类波动所起的作用存在着显著的差异。在干大气静力适应过程中,气团的运动轨迹呈三维螺旋面结构,是声波和声重力波共同作用的结果;水平基流及其垂直切变是改变气团运动特征的重要因子,随着扰动尺度的减小,声波使得气团从垂直运动向水平运动渐变,而声重力波则使得气团从水平运动向垂直运动渐变;两类波动在气团运动过程中互相抑制,但在起始阶段,声波占据主导。此外,能量转换分析结果显示,非静力扰动能量在扰动动能、扰动有效位能、扰动有效弹性势能和基态能量之间相互转换,其中扰动有效弹性势能扮演能量“中转站”的角色,扰动垂直动能与扰动有效弹性势能之间的转换可作为表征静力平衡破坏程度的指示量。在整个适应过程中,水平风场、浮力场以及气压场之间的适应方向受初始扰动性质、波动特征、扰动尺度、基流分布结构和大气稳定度参数的共同影响;在西风急流模型中,初始的速度扰动和密度扰动,使得中尺度的静力适应方向主要为气压场向浮力场适应;在初始的气压扰动下,适应方向主要为浮力场向气压场适应;对于中尺度扰动引起的静力适应过程,有气压场向水平流场适应的特征,随着扰动尺度的减小,适应方向演变为水平流场向气压场适应。同时,静力适应过程是大气热量和动量输送的重要组成,波动槽脊线的倾斜和水平基流的切变是引起动量和热量输送的主要机制;对于西风扰动动量的南北输送,两类波动的作用相同,而对于水平扰动动量的垂直输送,声波与声重力波的作用相反;适应过程中热量的输送受波动频率、波动所处基流中的位置和大气层结参数的影响,在一个波动周期内扰动热量在垂直方向无净输送。最后,基于解析频散方程和群速度方程的评价标准,综合对静力适应过程和斜压地转适应过程的考虑,在非静力完全可压缩深层大气数值预报模式中,垂直变量配置方案优先采用CP网格、L_N网格和L网格。