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雷达资料同化对于改进数值模式的初始场、提高中小尺度天气预报的准确性有重要作用。非线性最小二乘法的集合四维变分同化方法(NLS-4DVar)是一种结合了集合卡尔曼滤波(EnKF)和四维变分同化(4DVar)优势的混合同化方法。引入多重网格策略的MG-NLS4DVar方法不仅可以避免使用伴随模式，而且可以从大尺度到小尺度依次修正误差得到精度更高的分析场。本文将高效的MG-NLS4DVar方法应用于雷达资料同化研究，并建立了雷达资料质量控制和雷达观测算子，完成雷达资料同化模块，实现了对初代SNAP(System of Multigrid NLS-4DVar Data Assimilation for NWP)同化系统的进一步发展，推出SNAP(V2.0)同化系统。通过观测系统模式试验和真实试验，充分验证了SNAP(V2.0)雷达资料同化分系统对雷达资料的同化能力和对提高中小尺度天气预报精度的能力，并将该系统应用到飑线个例的分析和预报中，实现SNAP(V2.0)同化系统对常规资料和多普勒雷达资料的联合同化。上述对SNAP同化系统的发展与应用，对于提高中小尺度天气预报的准确度具有重要的科学意义和应用价值。本文的主要工作和成果如下:
(1)相比于SNAP(V1.0)同化系统，SNAP(V2.0)最主要的提升和发展在于对雷达资料同化的融入。从雷达资料处理到雷达观测算子建立，充分丰富了该同化系统的观测资料模块。单点试验结果显示，SNAP(V2.0)雷达资料同化分系统能够有效吸收径向风和反射率数据，其构造的背景误差协方差具有随流型结构，这使得观测信息能够在中小尺度系统中合理的传播;观测系统模拟实验证明，SNAP(V2.0)雷达资料同化分系统具有高效同化雷达资料的能力，也具备提高中小尺度天气系统降水预报精度的能力。
(2)SNAP(V2.0)雷达资料同化分系统同化雷达径向风和反射率数据，对台风海葵(2012)进行结构分析和强度、路径和降水的预报。试验结果显示，同化雷达资料后，有效调整了台风的动力结构和热力结构，削弱了原模拟偏强的台风，NCEP(National Centers for Environmental Prediction)再分析数据预报场中浙江北部与东部的虚假强降水被明显削弱，同时减小了台风路径预报的误差。一方面证明SNAP(V2.0)雷达资料同化分系统的雷达资料质量控制模块能够合理剔除不合格观测，保留优质观测进入同化系统;另一方面证明了该系统在真实试验中也能够有效吸收雷达径向风和反射率数据，对初始场进行调整、进行更准确的预报。
(3)SNAP(V2.0)同化系统联合同化GDAS(Global Data Assimilation System)常规资料和多普勒雷达资料，对江浙地区某次罕见飑线过程进行分析和预报。试验结果显示，相比于仅同化常规资料或雷达资料，联合同化常规资料和雷达资料时，对降水、雷达反射率和大风预报都有改进，且边界层特征都体现出了飑线维持和发展的关键信息。雷达资料循环同化试验结果则证明了基于改进的平方根分析方案的集合样本更新方法的循环同化模块能够更合理地对集合样本进行更新，完成雷达资料的循环同化。该试验充分证明了SNAP(V2.0)同化系统进一步发展和完善的正确性和适用性，以及该系统具有提高预报飑线这类持续时间短、发展速度快的中小尺度强对流天气系统准确度的能力。
(1)相比于SNAP(V1.0)同化系统，SNAP(V2.0)最主要的提升和发展在于对雷达资料同化的融入。从雷达资料处理到雷达观测算子建立，充分丰富了该同化系统的观测资料模块。单点试验结果显示，SNAP(V2.0)雷达资料同化分系统能够有效吸收径向风和反射率数据，其构造的背景误差协方差具有随流型结构，这使得观测信息能够在中小尺度系统中合理的传播;观测系统模拟实验证明，SNAP(V2.0)雷达资料同化分系统具有高效同化雷达资料的能力，也具备提高中小尺度天气系统降水预报精度的能力。
(2)SNAP(V2.0)雷达资料同化分系统同化雷达径向风和反射率数据，对台风海葵(2012)进行结构分析和强度、路径和降水的预报。试验结果显示，同化雷达资料后，有效调整了台风的动力结构和热力结构，削弱了原模拟偏强的台风，NCEP(National Centers for Environmental Prediction)再分析数据预报场中浙江北部与东部的虚假强降水被明显削弱，同时减小了台风路径预报的误差。一方面证明SNAP(V2.0)雷达资料同化分系统的雷达资料质量控制模块能够合理剔除不合格观测，保留优质观测进入同化系统;另一方面证明了该系统在真实试验中也能够有效吸收雷达径向风和反射率数据，对初始场进行调整、进行更准确的预报。
(3)SNAP(V2.0)同化系统联合同化GDAS(Global Data Assimilation System)常规资料和多普勒雷达资料，对江浙地区某次罕见飑线过程进行分析和预报。试验结果显示，相比于仅同化常规资料或雷达资料，联合同化常规资料和雷达资料时，对降水、雷达反射率和大风预报都有改进，且边界层特征都体现出了飑线维持和发展的关键信息。雷达资料循环同化试验结果则证明了基于改进的平方根分析方案的集合样本更新方法的循环同化模块能够更合理地对集合样本进行更新，完成雷达资料的循环同化。该试验充分证明了SNAP(V2.0)同化系统进一步发展和完善的正确性和适用性，以及该系统具有提高预报飑线这类持续时间短、发展速度快的中小尺度强对流天气系统准确度的能力。