暴雨是我国重要的气象灾害之一,对国民经济和人民生活危害严重,由于暴雨的形成机理和演变过程极其复杂,传统的预报方法很难对暴雨尤其是突发性暴雨进行准确预测,其结构特征仍需要探索,形成机理尚不完善。双偏振多普勒天气雷达是未来3-5年将在我国全面升级的新一代天气雷达,它能够发射和接收水平偏振和垂直偏振的两种电磁波,不仅可以获得单偏振雷达的参量,还可获得更多的双偏振参量,通过反演分析,得到降水粒子的形状、尺寸、粒子浓度及相态分布等更为详细的信息,有利于云降水物理的深入研究,在短时预报及防灾减灾等业务中,双偏振多普勒天气雷达将发挥更大的应用价值。本文关注暴雨的大气结构变化机理,利用探空资料、双偏振多普勒天气雷达资料及红外卫星资料等数据,研究了多个暴雨事件的大气结构以及双偏振雷达参量的特征,尤其是从大气化学的角度对突发性暴雨的形成机理有了新的认识,其主要结论如下:1.不同的双偏振参量对于降水事件表现出不同的特征,如差分反射率因子Z_dr与降水强度对应关系较好,相关系数ρhv对融化层识别较为敏感,差分传播相移率K_DP对暴雨的区分度较好。结合多种双偏振参量的特征,可以对暴雨的特性及大气结构演变有进一步的认识。2.甲烷含量变化对于大气稳定度有着重要影响。由于甲烷的化学性质以及在对流层发生的光化学反应,当甲烷的柱含量剧烈变化,迅速上升至极大值又急速下降到极小值时,对流层中高层可能出现超低温现象,大气垂直结构变成上冷下暖的不稳定结构,成为触发强对流天气的重要条件,此时如果与充沛的水汽条件和大气环流背景场相配合,则有可能造成突发性暴雨。3.台风会造成局地强对流天气,出现大范围的暴雨甚至衍生出龙卷等灾害。台风螺旋雨带是台风重要的中尺度系统,常带来强烈的垂直运动和凝结潜热释放,随着双偏振多普勒雷达的广泛使用,各种双偏振参量能够更好反映台风内部对流单体的结构,为研究台风暴雨和中小尺度天气系统提供更好的依据。