降雪是中国东部冬季降水的常见形式,强降雪会给社会带来严重的负面影响。充分了解降雪的微物理特征和降雪过程的垂直结构,对理解降雪机制和提高降雪量的精确估计等具有重要意义。随着近年来观测技术和数值模式的发展,国内外学者利用二维视频雨滴谱仪（2DVD）和双偏振雷达对冬季降雪微物理特征的认识正逐步完善,对定量降雪估计的研究也更为深入。而我国过去由于观测的局限,对地面降雪微物理特征,降雪系统的垂直结构分布特征以及定量降雪估计等相关研究工作开展较少。本研究利用2DVD、自动观测站的称重式降水传感器、S波段多普勒天气雷达和C波段双偏振多普勒雷达等仪器在2015～2019年南京冬季降雪期间的综合观测资料,分析了地面降雪微物理特征,以及降雪系统内部的垂直微物理结构,并建立了适用于此区域的定量降雪估计关系式,主要结论如下:（1）结合2DVD和称重式降水传感器,分析了南京冬季降雪的雪花下落终速、密度和粒子谱分布（PSD）等特征,并与前人的研究结果进行了对比。结果显示,该区域观测的雪花下落终速较经验速度偏大,按下落终速大小可分为低速型和高速型两类降雪过程,这两类过程的差异主要是因雪花类型的不同。基于观测数据的计算,建立了雪密度—粒径关系式,与目前常用的Brandesetal.（2007）的关系式相比,当体积中值直径D0<3.2mm时,雪密度偏大,这与偏大的下落终速相对应。对降雪过程PSD的统计分析发现,降雪平均PSD分布的数浓度峰值对应的粒子尺寸较小,约0.3 mm;由于降雪粒子生长过程中小粒子的碰撞率和聚并率小,使得粒子数浓度随粒子尺寸的增大而迅速减小;当粒径>8 mm时,降雪粒子的浓度基本稳定在1～4 mm-3 m-3之间。对Gamma模型三个参数与降雪率（SR）之间关系的分析表明,随SR的增加,降雪粒子在所有粒径范围内的数浓度均增加。在评估所有降雪过程中降雪粒子的粒径和总数浓度变化对降雪强度的贡献后得出,降雪率的增加总体上来自粒径和总数浓度的共同增加。（2）基于地面2DVD观测的降雪PSD和计算得到的降雪密度数据反演了雷达反射率因子（Ze）,SR和冰水含量（IWC）。使用文中拟合的雪密度关系式反演的Ze比使用经验关系式的结果更为精确,与观测值之间的平均绝对误差（Maan Absolute Error;MAE）从21.9%降至17.1%。进而建立了南京地区降雪估计的Z-SR关系式和冰水含量估计的Z-IWC关系式,并对定量降雪估计的效果进行了评估,对于南京江宁站点所有降雪过程,利用统一的Z-SR关系式进行定量降雪估计的平均MAE约16%,其中对于低速型降雪过程的MAE为23.3%,高速型降雪过程的MAE为8.9%。（3）根据双偏振雷达的观测资料,对低速型和高速型降雪过程垂直结构的冰相微物理特征以及冰晶生长机制进行了分析,结果表明低（高）速型降雪过程的回波高度低（高）,湿层不深厚（深厚）,冰水含量低（高）;原始冰晶层浅薄（深厚）,冰晶生长层接近回波顶部（中部）,冰晶生长层中差分反射率（ZDR）和比差分相位移（KDP）增强显著（不显著）;整层水平反射率因子（ZH）的均值都较小（较大）,而ZDR平均较大（较小）。对雷达偏振变量的特征分析得出,对于低速型降雪过程,冰晶生长层中晶体以凝华生长为主,枝状生长的特征显著,降雪粒子组成类型单一,粒子尺寸小,聚并作用弱,因此雪花下降终速小,速度值分布集中;对于高速型降雪过程,其原始冰晶层深厚,冰晶种类丰富,粒子含冰量高,对下层冰晶生长的播种效应强,冰晶生长层中晶体以聚并生长为主导,枝状生长的特征不显著,因此,降雪粒子组成类型多样,粒子尺寸大,下降终速大,速度值分布范围宽。以上分析可见,地面所观测到的降雪滴谱特征与云层高度,降雪系统结构特征,以及冰晶生长机制等有关。此外,对两类降雪过程的雷达高层观测与地面降雪率的关系进行分析发现,对于低速型的降雪过程,高层KDP与低层ZH相关性较大,能够较好地指示地面降雪率。SR峰值大小还受高层的KDP和ZDR影响,SR峰值处对应出现了高层KDP和ZDR呈反相关的现象,并且随高层ZDR的增大,SR出现减小。对于高速型的降雪过程,高层KDP与低层ZH相关性不大,高层KDP对地面降雪率的可预报性低于低速型过程。SR出现峰值时高层的KDP和ZDR呈正相关,高层的ZH与SR的相关性较高,表明高层ZH对地面降雪率具有更高的可预报性。本文揭示了中国东部地区降雪过程的微物理特征,有效提高了定量降雪估计精度,并利用双偏振雷达分析了降雪过程垂直结构的冰相微物理特征以及冰晶生长机制,研究结果对于冬季暴雪的防灾减灾有着重要的指导意义。