我国第一颗海洋环境动力卫星HY-2A在2011年8月成功发射，实现了对海面风、海浪、海表温度及大气湿度、降水等海-气动力环境要素的实时观测，大大提升了我国的海洋监测能力，也为海洋预报和气候预测提供了重要数据支撑。HY-2A卫星搭载的主要微波遥感器包括微波散射计、雷达高度计和微波辐射计等。微波散射计主要用来反演海表风速和风向，微波辐射计通过反演获得海表温度、大气水汽含量、大气可降水量及海面风速，雷达高度计可获得海面高度和波高数据。如何实现对这些海洋环境要素的有效应用，是面临的重大课题。　　从提升业务化海洋环境数值预报的最终目标出发，对于新的传感器获得的大量数据，需要从质量评估、质量控制、资料同化和业务化应用和评估等多个方面入手。本论文的研究目标是:(1)针对HY-2A散射计的海面风矢量场数据，利用多源资料相匹配的方法，对其进行全面评估，并分析误差分布以及引起这些偏差的可能因素;(2)找出新的方法，利用HY-2A微波辐射计反演产品对散射计风进行偏差订正，改进HY-2A散射计风场质量，实现同星传感器多要素的风矢量校正;(3)改进三维变分同化的背景误差协方差和观测误差协方差，进行UV分量同化、风速和风向同化研究，最终实现HY-2A散射计海面风资料业务化应用，进而提高海洋环境特别是海面风场的预报精度，为海浪和风暴潮预报提供更准确的强迫数据。　　论文主要包括三部分内容:　　1)HY-2A散射计的反演海面风矢量数据的全面评估。　　利用收集到的HY-2A服役期2012-2014三年的浮标观测、ERA-Interim再分析、ASCAT卫星反演资料以及CMORPH降水资料，对HY-2A散射计(H2SCAT)海面风场资料进行了时间和空间的匹配。计算了HY-2A卫星近实时(NRT)海面风场的平均偏差(Mean Bias)，均方根误差(RMSE)，残差标准差(STD)。利用降水资料，评估了降水对风速和风向反演精度的影响。　　2)基于HY-2A辐射计的散射计风的偏差订正　　分别讨论了三种(TAO/N DBC/ERA-Interim)不同观测资料匹配下，降水量与HY-2A散射计风矢量误差的关系;讨论了TAO/NDBC的海表温度与风矢量误差的关系。利用HY-2A辐射计卫星反演得到的大气可降水量、水汽、云中液态水含量、海面温度，提出基于双传感器的多元线性回归算法，利用最小二乘法计算出回归系数，利用回归方程开展了偏差订正，并对偏差订正的结果进行了验证。提出了两种回归偏差订正方案，并分别对订正结果进行了验证分析。　　3)HY-2A散射计风场资料同化研究　　基于WRFDA资料同化模式，通过更新背景误差协方差矩阵和观测误差协方差矩阵，开展了UV分量的三维变分资料同化研究;引入新的直接同化风速和风向的方法，开展了HY-2A散射计风速风向独立资料同化研究，进行了长时间的同化和预报试验，给出了适用于HY-2A散射计卫星风矢量的资料同化方案。　　主要得出如下结论:　　1)HY-2A散射计的风矢量（特别是风速）精度与QuikSCATA等类似的Ku波段散射计卫星的精度比较接近。HY-2A散射计在低风速和高风速情况下，会对风速有高估现象;在大量数据散布的中等风速区间，H2SCAT表现良好;在低风速的风向精度低于高风速，高风速的风速精度变差。　　2)降水量增加会使低风速的风速偏差增大，随着风速的增加，降水对风速精度的影响也在减小。中低风速下风向偏差随降雨量的增大而产生不规则振荡。风速偏差在低SST水温和中低风速下随着SST温度升高而减小，而在高风速和高SST温度时，随SST温度升高而增大;风向偏差受SST变化影响不大。　　3)HY-2A扫描辐射计反演的各种水体参数都不同程度影响到散射计风矢量的精度，本文提出的基于双传感器多参数的多元线性回归算法，通过单风速区段和多风速区段建立不同的回归方程，能够对HY-2A散射计进行偏差订正，有效提高散射计风矢量反演精度，三区段回归方案的效果优于单区段回归方案。　　4)对HY-2A散射计而言，风速风向独立同化方法优于UV分量同化;通过对观测误差的修正、散射计风场的偏差订正以及质量控制，能有效提高变分同化和预报的效果。