国内利用新一代多普勒天气雷达已经开展了较多冬季天气过程的分析研究,但使用双线偏振雷达分析冬季天气过程及识别冬季降水粒子相态的研究案例较少。随着国内雷达网逐渐升级到双线偏振雷达,如何将偏振参量应用于冬季业务预报,提高临近预报能力成为了目前需要解决的问题。冬季天气过程气温较低,冷空气比较活跃,零度层亮带结构多变,不易于分析。而且夏季冰雹等降水粒子的雷达偏振参量差别较大,容易区分与识别,但冬季天气过程中某些类型降水的偏振参量差别较小,给过程分析带来困难。本论文利用杭州临安C波段双线偏振雷达观测的2015年12月5日一次降雪过程资料及地面和探空资料,通过提出的基于零度层亮带识别的雨、雪区分析方法和降雪累计时间统计方法,分析了雷达参量、零度层亮带的时空演变及统计的降雪累计时间分布特征,并与地面和探空资料对比,探索了双线偏振雷达在冬季降雪预报中的优势,为利用模糊逻辑算法识别降水粒子相态提供对比参考。其次,本论文还利用杭州临安C波段双线偏振雷达数据,将探测的Z_H、Z_DR、ρ_HV雷达参量、纹理参数、大气环境温度及通过创新的零度层亮带识别方法获取的融化层高度信息作为输入变量,建立了适用于冬季天气过程的降水粒子相态模糊逻辑识别算法。同时,由于雷达海拔较高,模糊逻辑算法识别出的相态并不代表地面结果,结合雷达高空识别结果又建立了一套适用于地面降水粒子相态识别算法。最终,选取多个典型冬季天气过程进行识别效果分析,并验证了算法的合理性、适用性和可靠性。基于零度层亮带识别的雨、雪区分析方法是定性的判断降水粒子分布,而降水粒子相态模糊逻辑识别算法是定量的、更精细的识别粒子相态。所得主要结论如下:（1）部分冬季天气过程中零度层亮带为偏离雷达站的不规则环状或者线状;零度层亮带在某些方位并不是水平的,而且在某些时刻还有垂直零度层亮带存在。零度层亮带的演变与地面和探空温度的空间、时间变化一致,当零度层亮带高度下降时,地面也伴随降温,零度层高度降低。根据实际天气过程特点改进的零度层亮带识别方法能够准确的判断常规环形亮带和非常规环形亮带类型,并可靠的计算出融化层顶高和底高,为降水粒子相态识别奠定坚实的基础。（2）冬季天气过程中,利用基于零度层亮带识别的雨、雪区分析方法能够基本确定不同降水粒子相态分布情况,从而可以分析不同粒子雷达回波区的差异。雨、雪的最大回波强度相比夏季连续性降水回波偏弱,两者的差分反射率因子和相关系数差别不大,导致在使用模糊逻辑法识别两种降水粒子时存在一定难度。但在冬季降水粒子相态模糊逻辑识别算法中引入了纹理参数、融化层顶高和底高、环境温度参量,能够准确、合理地识别出雨、干雪、湿雪等降水粒子。将降水粒子相态模糊逻辑识别算法与基于零度层亮带识别的雨、雪区分析方法获得的相态分布结果对比,两者基本一致。（3）结合高空降水粒子相态和湿球温度廓线并考虑地面海拔高度的地面降水粒子相态识别算法能够获得准确的地面相态识别结果,反应出天气过程变化趋势。通过与中国地面重要天气要素资料中各个国家地面气象观测站记录的实时天气现象进行对比,地面识别结果与站点所记录的天气现象基本一致。（4）仅利用雷达参量和纹理参数识别高空降水粒子相态时,由于干雪、冰晶、雨的隶属函数存在明显的重叠区域,导致识别三类粒子十分困难。利用雷达参量、纹理参数与融化层顶高和底高识别高空降水粒子相态时,算法对干雪、湿雪和雨的识别能力得到显著提升。部分过程中湿雪和雨的识别准确率能达到100%,误识别率接近于0%,展现了参量配对方案对两类降水粒子的极强识别能力,但对干雪、冰晶的识别能力仍然较弱。利用雷达参量、纹理参数与环境温度识别高空降水粒子相态时,对冰晶的误识别率为所有参量组合最低,参量配对方案具有识别冰晶的明显优势。由于干雪、雨等降水粒子的环境温度隶属函数也存在重叠区域,当环境温度在0°C左右时,很难区分干雪、湿雪和雨。