臭氧(03)是大气中重要的微量气体之一,对全球气候变化有着重要的影响。不断发展的气候模式为我们研究全球臭氧分布提供了很好的平台。资料同化技术则为我们提高模式预报精度提供了一种有效的方法。随着资料同化技术的发展,集合卡尔曼滤波得到了广泛的应用和研究。相比于常规资料,卫星在分辨率、空间范围、时空一致性等方面有着很大的优势。使用集合卡尔曼滤波方法对卫星臭氧资料进行同化,为模式提供更为合理的初始场,进而提高模式臭氧预报的准确性,有着重要的意义。为了推动我国臭氧资料同化研究,本文基于集合卡尔曼滤波同化理论,结合通用地球系统模式(CESM)构建了CESM-ENSRF同化预报系统,并利用该系统进行了卫星臭氧资料同化试验,对同化效果进行了评价。本文的主要研究成果及结论：(1)本文成功移植并安装了CESM模式,通过CESM模式的预报场可以看到,模式能模拟出对流层及平流层的全球臭氧分布,其垂直分布结构与实际情况较为一致,是研究全球臭氧分布变化的一个很好的平台。(2)基于集合卡尔曼滤波同化理论,结合CESM地球系统模式,完成了CESM-ENSRF系统的构建。系统采用模块化的设计理念,主要包括6个子模块：输入输出模块、加扰模块、分析统计模块、同化系统主模块、通用库以及周边处理程序。(3)系统构建过程考虑了卡尔曼滤波同化中的几个关键问题：初始扰动、协方差膨胀、协方差局地化、集合成员数,引入了相关方案。通过同化试验对协方差膨胀的两种方案进行了比较,最终综合使用了两种方案。(4)构建的系统用于微波临边探测器(MLS)臭氧廓线数据的同化,分析臭氧卫星资料同化对模式预报的影响。结果显示：我们构建的CESM-ENSRF同化预报系统实现了初步的效果,经过同化后,模式的初始场得到了明显改善,而初始场的改善确实对模式的预报产生了积极的影响。