近年来卫星已成为热带气旋（TC）监测和预报的重要手段。部分极轨卫星上搭载的微波探测仪具有一定的穿透云层的能力,可以有效对TC内部大气状态进行观测。但是,微波探测仪在强散射区域往往会出现较大反演误差,主要表现为反演出的TC中心附近对流层低层温度场常存在异常冷池,这与模式结果及飞机观测事实不相符。研究TC内核区强散射条件下微波仪器对大气状态的反演,可以极大弥补海上TC内核区观测资料的不足,对提高TC强度和结构变化机理研究以及TC的预报水平都有重要意义。本研究构建不同散射条件（晴空大气、层云降水、对流降水）下的大气状态背景场和误差矩阵,提出一种场景自适应的微波探测仪一维变分反演算法。其中温度和湿度背景场由ERA＿Interim再分析资料计算得到,水成物背景场（云水、雨水和霰含量）由中尺度区域模式WRF计算得到。结果表明背景场中各物理量在不同降水条件（亦即大气低层不同的散射大小）下存在明显差异,主要表现在对流降水条件下温度廓线在对流层低层更冷、对流层中层更暖,对流层中低层湿度廓线和水成物廓线在对流降水条件下最大,晴空则最小。场景自适应的误差矩阵采用CRTM快速辐射传输模式针对不同仪器不同降水类型分别计算。以美国NPP卫星搭载的微波探测仪（ATMS）观测资料对北大西洋飓风热力结构进行反演试验,结果显示使用场景自适应的反演算法可以有效提高TC内核区温度和湿度场的反演效果。对于强度较强的TC,内核区强散射作用造成的对流层低层反演误差在使用了场景自适应的反演算法后基本被消除。对于强度较弱的TC,使用场景自适应的反演算法有效改进了TC暖心反演效果,暖心结构更加清晰。基于GPS下投式探空仪的直接观测对温度和湿度反演结果进行误差评估。结果表明,使用场景自适应的反演算法后,温度场和湿度场的反演误差均有明显降低,其中TC内核区低层温度反演误差降低至3 K以下,湿度反演误差降低至2.5 g/kg以下。基于该算法,本研究使用FY3D微波温度计（MWTS）和微波湿度计（MWHS）分别对西北太平洋海域台风进行反演研究。结果表明,单独使用MWTS及MWHS在本研究中无法反演得到合理的TC内核区热力结构。进一步本研究将MWTS和MWHS两部仪器进行融合,同时构造了与ATMS通道1和通道2类似的虚拟通道以进行云检测,形成具有30个通道的微波探测仪融合产品CMWS。结果表明CMWS可以反演出较为合理的TC暖心结构,且加入118 GHz通道后CMWS反演得到的台风暖心结构被进一步改善,对流层低层水汽结构也更为合理。基于静力平衡方程,使用反演的温度和湿度廓线进行垂直积分,以得到海平面气压场产品,并通过该产品对台风进行定位定强。结果表明,ATMS和CMWS两种仪器的平均定位误差分别为23.89 km和36.89 km,平均定强绝对误差分别为7.51 h Pa和13.77h Pa。考虑到微波仪器的空间分辨率为33 km左右,因此定位效果较好。但是CMWS试验的定强普遍偏弱,这与其观测像元空间密度较小有关。基于水成物反演结果,使用Mi RS中的降水率反演算法计算不同仪器的降水率产品,结果表明反演得到的降水率产品均可以较好再现台风的降水结构,台风眼区和降水的非对称中心可以被清晰识别,但与GPM降水率产品相比本研究反演降水偏弱。加入了118 GHz通道可以在一定程度上提高对台风降水精细化结构的探测能力。