雷暴日序列是一种复杂的非线性时间序列,对其变化规律的研究是开展防雷减灾工作的前提和基础。长期以来,众多学者采用传统的确定性方法或随机性方法,或将二者结合的方法来描述雷暴日变化过程,揭示雷暴日变化规律。本文以南京为研究对象,首先研究雷暴日时间序列的长程相关性；然后将混沌理论应用于雷暴日变化规律的研究中,定性和定量地分析雷暴日时间序列的混沌特性,并将混沌理论和RBF-NN相结合对其进行预测,取得的主要研究成果如下：(1)通过对南京地区五个站点53年月雷暴日序列的非趋势波动分析,揭示了雷暴日的长程相关性及其内在规律。研究结果表明：南京地区雷暴日时间序列存在明显的长程相关性,具有明显的时间尺度,其中,南京站未来雷暴日序列总趋势呈弱增加状态,其余四个站点未来雷暴日序列总趋势均呈减少状态。南京地区各站点在突变点前后,标度指数明显地发生变化,即斜率发生变化,均有2-3个明显的标度不变区域,说明南京地区雷暴日系统具有复杂的物理作用机制；(2)对南京地区月平均雷暴日时间序列进行了相空间重构。研究结果表明：运用互信息法得到南京地区月平均雷暴日时间序列时间延迟τ为3,运用伪最近领域法得到最佳嵌入维数m为6,对雷暴日时间序列进行相空间重构,其吸引子轨迹具有复杂的分形结构,定性说明雷暴日系统具有混沌特征；(3)通过计算南京地区月平均雷暴日时间序列的关联维、Kolmogorov熵和Lyapunov指数三个参数,定量分析雷暴日时间序列的混沌特性。研究结果表明：雷暴日时间序列三个特征量的值为D=2.3238、K=0.0462和λ=0.0012,均为大于零的非整数,定量说明雷暴日系统具有混沌特征,是混沌时间序列,雷暴日系统存在内在的混沌机制；(4)针对雷暴日时间序列的非线性特征,建立了RBF-NN混沌预测模型,对南京地区雷暴日时间序列进行预测,结果表明：RBF-NN模型可以用于雷暴日时序的预测,预测结果的精度较高,预测结果能够很好地反映雷暴日时间序列的内在变化规律,且相空间重构后的雷暴日时间序列预测精度明显高于由原始雷暴日时间序列直接进行预测的精度。结果证实该模型能够准确、真实地反映雷暴日变化的总趋势,为研究雷暴日时间序列的非线性提供一种新方法。