本文利用三维变分方法对热带风暴、飑线和层状云降水等多种不同类型的降水过程进行风场反演,并与双多普勒雷达风场反演结果、风廓线雷达探测结果及原始径向速度等数据进行对比分析。探讨了三维变分方法反演风场的能力、在不同天气系统中的适用性以及在实际业务工作中的应用潜力。最后结合两种风场反演方法、NCAR/NCEP再分析资料、常规地面高空观测资料、雨滴谱仪和微波辐射计观测资料,综合分析了我国华南地区的一次强飑线天气过程的形成背景和成熟阶段的中尺度结构特征。三维变分方法反演风场的效果检验结果表明,三维变分方法反演获得的风场结构与各类型天气的基本特征基本一致,能够较好地反演出飑线系统低层强对流区前缘阵风锋处的风场辐合以及热带风暴的气旋式环流。误差分析表明,水平风速和水平风向的反演结果都比较可靠,层状云降水的风场反演效果优于热带风暴和飑线系统的风场反演效果。中低层水平风场与风廓线雷达探测到的结果较为一致,垂直速度能较好地反映该飑线过程中气流的上升和下沉运动。一次强飑线天气过程的中尺度结构特征分析表明,飑线系统过境前,广东省大部分地区处于低空急流区,有较强的垂直风切变和明显的水汽辐合,并伴有低空辐合、高空辐散的配置,处于较强的对流不稳定环境下。飑线过境时,地面测站气压上升,气温骤降、雨强和液态水含量迅速增加并达到峰值;飑线系统低层对流区盛行西北气流,中层主要盛行平行于飑线的西南气流。上升速度随高度增加而变大,且最大上升速度区与系统内部最强回波区对应。系统移动前方低层有较强的相对出流,而后方有更强的相对入流。低层辐合、高层辐散的配置,是造成本次飑线过程的主要原因。