大气重力波是大气中的一种基本波动形式,是大气中动量和能量传输的载体,对区域甚至全球的天气和气候都有着重要的影响。气辉是大气中的发光物质,大气重力波传播过程中会对气辉产生扰动并使其呈现出波动结构,因此气辉也被称为大气重力波的示踪物,在大气重力波的观测中起着重要的作用。常用于观测气辉的仪器有地基全天空气辉成像仪和搭载近红外波段探测器的卫星。我国监测空间环境的子午工程在全国部署了15个大气重力波地面观测站,其中位于青藏高原上的羊八井台站（30.1°N,90.5°E）通过多年的观测积累了丰富的数据,本文围绕该台站2015-2017年的观测数据对高原地区大气重力波的特征展开研究,全文结构如下:1.第1章介绍了大气重力波的研究意义、研究进展和本文的主要工作。2.第2章从理论、观测和数值模拟三个方面介绍了大气重力波的理论基础、观测仪器和反向射线追踪模拟的原理。3.第3章在Suomi NPP卫星、羊八井台站全天空气辉成像仪和地面相机的联合观测数据的基础上,详细分析了基于反向射线追踪模型的一次典型环形波事件的溯源过程,并结合MERRA-2和ERA-5等再分析数据集和HWM、NRLMSISE-00模型提供的环境数据对波的传播情况进行了模拟,揭示了高原地区大气重力波两种不同的传播机制（自由传播和导制传播）。4.第4章的主要工作是大气重力波参数的提取及其特征的长期统计分析。首先使用基于机器学习的大气重力波夜空分类模型和自动识别模型处理羊八井台站三年的观测数据,得到202个波事件的传播参数（水平波长、观测周期、传播方向和水平相速度）,然后通过统计分析发现波的水平波长介于10-75 km之间,周期大多小于10 min,春夏两个季节波主要向东北方向传播,春夏两季波的水平相速度分别分布在50-120 m/s和50-100 m/s之间,秋冬季节波的主要传播方向分别是西北和东南,其水平相速度分别在40-110 m/s和55-120 m/s之间。最后在这些参数的基础上对每个事件进行溯源并按季节统计波源位置,经分析得出影响波源分布的主要因素有对流降水量（夏、秋）、垂直风切变强度（春、冬）和地形。5.第5章对研究所使用的数据、模型和得出的结论进行了总结,并且分析了当前工作中所使用的方法的可优化性,进而提出了对未来研究的展望。