大气的垂直运动是由于热力场不均匀性造成的空气浮升或下沉,是天气分析和预报中必须考虑的一个重要物理量,在整个大气环流变化过程中占有非常重要的地位。大气边界层是贴近地球表面并受之直接作用的气层,通常为离地1-2 km,大气边界层研究对于天气气候、空气污染扩散问题、环境保护和航空安全等至关重要。风廓线雷达是一种利用大气湍流对电磁波的散射作用对大气中各类气象要素和物理量进行探测的遥感设备,通过对风廓线雷达数据分析处理,可获取垂直气流速度和大气边界层高度。论文以风廓线雷达探测垂直气流速度和大气边界层高度为目标,针对降雨条件下垂直气流速度失真以及大气边界层高度获取问题,从风廓线雷达探测原理、信号与数据产品特征出发,围绕风廓线雷达数据产品比对分析、基于小波变换的降雨条件下风廓线雷达探测垂直气流速度、基于二维小波变换的风廓线雷达探测大气边界层高度等三个方面进行研究。论文的主要工作如下:(1)分析比较时空匹配的L波段边界层风廓线雷达与VHF波段平流层风廓线雷达在晴空和降雨条件下,探测得到的水平风向风速、垂直气流速度、大气折射率结构常数、信噪比和谱宽等产品数据,对其探测结果的差异进行初步探究。(2)提出一种基于小波变换的降雨条件下风廓线雷达探测垂直气流速度方法。通过选取最优小波基、小波分解级数和自适应小波阈值,对含有降雨杂波的L波段边界层风廓线雷达回波时域信号应用小波分析技术进行处理,抑制降雨杂波,还原真实垂直气流速度,并将结果与时空匹配的VHF平流层风廓线雷达回波数据进行比对验证,得到具有自适应性的降雨杂波去除算法。(3)提出一种基于二维小波变换的风廓线雷达探测大气边界层高度算法。论文采用二维小波变换对风廓线雷达探测数据进行处理,反演得到在时空范围内连续的大气边界层高度,将反演结果与探空数据进行比对,验证方法的有效性。