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本论文利用变分方法在台风研究领域做了三部分研究工作: (1)结合WRF模式及其3D-Var同化系统提出了一个新的不对称强台风的Bogus方案:利用红外卫星云图信息构造不对称的强台风。试验证明了该方案对强台风的路径预报确实有显著的改进;利用珊珊台风的GPS下投式探空仪观测资料作了系列敏感性试验，结果表明:台风的中层结构对台风的路径影响显著。 (2)根据变分原理提出了一个分解台风风场的新方法。根据该方法可以提取台风中的不对称的β涡旋对，有助于台风路径突变的物理机制研究和台风移向预测。
(3)引进了基于近几年来发展起来的Tikhonov正则化方法求解数值微分问题的算法，并将该算法应用到台风观测资料的客观分析和数值模拟结果的诊断分析中，结果表明:在中小尺度天气系统(包括台风)的诊断分析中，该算法非常有实用价值。