首先通过分析雨衰减的一些实验结果,讨论能用于中国各气候带的雨滴谱.在微波和毫米波低端,预测了地—空路径上、下行链路雨衰减的比率,并与美国波士顿和日本Kashima地区的实验数据进行了比较,结果一致性较好.第二,根据融化层的物理特性分析建立了更为切合实际且较简单的融化粒子涂水冰球模型.应用该模型和涂层球的BHCOAT法,计算了融化粒子的散射和反照率W<,o>;结果表明,在C、X和Ku波段,融化粒子的W<,o>要比雨滴和雪粒子的大,这与雷达观测和文献结果一致,表明了该模型是切实可用的.在6、10、20、30GHz时,计算了不同降雨率融化层的特征衰减、衰减和散射损耗,结果表明融化层的衰减较同厚度雨区的衰减为大.在6、10GHz,融化层引起的散射损耗要大于雨区和雪区的损耗,而在20、30GHz,稍微大于雨区的损耗.第三,根据西安地区气象观测数据,讨论了西安典型云的宏观和微观物理特性;根据西安典型云的观测结果和世界气象组织提供的数据,得到西安典型云的K-M云滴谱参数;并根据西安地区云的液水含量,计算了地—空路径上云的衰减,结果表明,在V波段和仰角小于30度的Ka波段路径,云的衰减需加以考虑.再分析了云的后向散射机理,计算了西安地区云的后向散射截面;表明影响云的后向散射截面的主要因素为云滴平均半径、大气湿度湍流及云粒子分布,在较高频率时更显著.第四,根据大气湍流理论分析了在微波和毫米波波段影响幅度闪烁的主要因素是大气相对湿度和温度.根据光波段的ITU-R C<,n><2>模型,ITU-R幅度闪烁标准偏差模型,和温度和相对湿度随高度变化的气象数据,在10~30GHz,分析得到了大气结构常数C<,n><2>随高度变化的模型;并根据温度和湿度垂直分布数据计算了对数幅度闪烁σ<,x>,还与ITU-R和Ortgies模型的预测结果进行了比较.最后,应用强起伏下引入空间滤波函数的修正Rytov方法,发展了一种易处理且可用于从弱到强起伏地—空路径的高斯波束光波闪烁指数模型;基于ITU-R C<,n><2>模型,预测了准直高斯波束的闪烁指数,其结果和理论分析结果相符.该模型可正确退化到地—空路径平、球面波闪烁指数模型;还可简化到均匀湍流水平视距传播的高斯波束闪烁模型.并修正了已有均匀湍流情况下波束闪烁指数模型的系数.高斯波束的斜径闪烁指数模型的建立发展了湍流闪烁理论,将对地—空路径光通信、成像、遥感、激光制导和强激光系统的设计和应用具有重要的实际意义.