云中的液态含水量、冰水含量以及粒子数浓度对气候变化，大尺度天气系统以及云的可播撒性都起着十分重要的作用。然而，由于初边界条件的不确定性以及微物理方案的内在缺陷，云中微物理特征的准确预报仍然是一大挑战。集合预报方法是减少预报不确定性的有效途径。本文拓展了集合预报的应用范围，将集合预报技术应用于云降水物理以及人影领域。使用2018年5月21日太行山东麓的一次大范围层状云降水过程，与飞机观测资料进行对比评估初始场的集合对云微物理量的预报能力，使用2017年5月22日太行山东麓的一次中尺度对流系统降水过程，与飞机观测资料进行对比评估微物理方案集合对云微物理量的预报能力。最后将集合预报模式与双参数云播撒模式进行耦合，对2018年5月21日降水过程进行AgI播撒研究，确定最佳播撒方案以及增雨效果的概率分布，为人工增雨的业务化提供一定的科学依据。研究表明初始场集合和微物理参数化方案集合预报对提高云微物理量的预报水平具有重要作用，一些主要结果如下:
　　1.利用十个成员初始场的集合，发现与控制预报相比，通过集合平均的方法，模式对液态含水量和冰水含量的预报能力有所提高，然而粒子数浓度的预报与观测相比存在低估，主要是因为模式低估了小于1000微米的降水粒子。且集合平均对于平飞段的模拟效果优于两个盘旋上升段，从高分辨率的CPI图像能够看出，粒子的形态与温度相关。一5℃左右的冰晶层主要为针状、柱状、盘状的冰晶，0℃左右的混合层主要为聚合状和轻微凇附的冰晶粒子，暖层主要为雨滴。
　　2.使用WRF中尺度模式中的Morrison、WSM6、SBM、P3四种微物理方案构建集合成员，模拟中尺度对流系统降水过程，研究发现不同的微物理方案模拟的对流云区液态含水量、冰水含量的垂直分布各不相同，而模拟的层状云区液态含水量、冰水含量的垂直分布结果相似。总的来说与其他方案相比，Morrison方案和集合平均的结果最接近观测值。我们也注意到在一些区域，所有成员均高估了液态含水量2-8倍，这也导致了在这些区域液态水含量的集合平均值和观测相比仍然有很大的差距。
　　3.将扰动初始场的集合预报模式和加入AgI催化方案的一维双参数层状冷云模式进行了耦合，利用集合预报模式格点上的探空以及垂直速度，驱动双参数云模式。研究结果发现在最大过冷水含量处播撒增雨效果最好，催化后北方站点增雨效果的概率大于南方站点，其中在赵县、宁晋、新河、冀州、枣强处播撒AgI，增雨率大于5％的概率最高，最适合进行播撒。