雷暴灾害不仅仅会造成巨额经济损失，还严重威胁到人类的安全，因此需要对其进行监控、预警。大气电场可以反映雷暴的发生发展过程，在雷电预警中有重要地位。本文围绕基于大气电场的雷电预警方法，首先对大气电场数据进行了校正，随后着重开展了雷暴云特征参数反演和地面电场变化规律分析的研究。
　　首先，为了保障雷电预警中各观测点大气电场数据的一致性，在COMSOL仿真软件中搭建了雷暴云和建筑物的仿真模型，模拟研究了建筑物对大气电场的影响情况，结果显示：建筑物会导致其附近电场发生畸变，顶部电场畸变程度与建筑物高度呈线性关系，附近地面电场的畸变程度与到建筑物的水平距离呈指数关系。根据此结果实现了对大气电场数据的校正。
　　其次，以雷暴云特征参数反演为研究对象，围绕其在雷电预警中的应用展开研究。建立了雷暴云的等效电荷模型，分析了地面电场分布特征与雷暴云电荷结构的关系，使用粒子群算法结合大气电场数据完成了雷暴云特征参数的反演。通过分析雷暴云电荷量和雷暴云电荷量变化速率与云闪活动的关系，提出了基于雷暴云特征参数的雷电预警方法。
　　最后，以地面电场变化规律为研究对象，通过对大气电场的时域特征进行分析，发现雷暴过程中地面电场强度(一般在2kV以上)一般远高于非雷暴天气(一般在0.2kV以下)，据此将大气电场强度作为雷电预警因子，通过对不同电场阈值下的预警效果进行评估，将电场阈值设置为1.4kV/m，相应的预警探测准确率(Probability of Detection， POD)为58%，虚报率(False Alarm Rate，FAR)为62%。针对该方法FAR较高的问题，通过离散傅里叶变换将大气电场数据从时域转换至频域，对大气电场的频谱特征进行分析，发现相同频率下雷暴电场的频率分量一般是非雷暴天气的10倍以上，据此提出了基于大气电场频谱曲线的雷电预警方法，将首次云闪前30min的大气电场的频谱曲线作为雷电预警因子，使用欧式距离判别法进行预警判断。通过校验发现该方法的POD为80%，FAR为15.8%，其预警性能相较于论文第四章基于电场阈值的预警方法有一定程度的提高。