云是大气系统的重要组成部分,常年覆盖地球表面的一半。大气中的中低云一般都是水云,对人类生产生活有着非常重要的影响。仿真分析是研究水云散射特性的重要手段,然而现有研究多是针对某一确定状态的水云展开,不利于研究水云的动态变化过程。鉴于此,本文以大气物理学为基础,分析了水云云滴增长过程中的粒谱分布。根据米散射理论分析了水云云滴增长过程中的散射特性。最后利用Monte Carlo法研究了多次散射对对水云散射特性的影响。研究结果对对遥感遥测数据反演、地气辐射平衡和人工影响天气等研究具有重要意义。论文首先研究了水云云滴增长过程中粒谱的动态变化过程。研究结果表明凝结增长使水云粒谱半高宽、有效半径和模半径不断增加。碰并增长使水云粒谱出现多峰分布,云滴有效半径增加。在同时考虑凝结增长和碰并增长的条件下,水云云滴有效半径的平均增长率为8nm/s,在增长后期水云粒谱出现多峰分布。根据米散射理论获得了云滴增长过程中水云在 1.064μm、2.2μm、3.7μm、12μ、22μm、200μm 和 3.2mm 波长的散射特性。研究结果表明,水云的消光系数和散射系数均随云滴增长逐渐增加。在1.064μm、2.2μm、3.7μm和12μm波长,水云的消光系数比较接近。在22μm波长,水云的折射率相对较大,导致消光系数出现反常色散现象。2500s之后,在200μm波长,水云消光系数和散射系数的增长率明显增大。在3.2mm波长,水云的消光系数很小,其变化范围也较小。除22μm波长外,单次散射反照率随波长增加而减小。1500s之后,在小于22μm的波长范围内,水云的不对称因子趋于稳定,其值在0.8～1之间。在200μm波长,水云的不对称因子一直增加。在3.2mm波长,水云的不对称因子接近于0。在1.064μm和2.2μm波长,水云的雷达比在20sr附近波动,因此采用Fernald法反演1.064μm和2.2μm波长探测数据时,雷达比可选为20sr。在3.7μm波长,水云的雷达比呈大幅振荡。云滴增长过程中,水云的波长指数有正有负,随着云滴的增长最终趋近于0。最后,利用Monte Carlo法研究了多次散射对水云散射特性的影响。研究结果表明考虑多次散射时的消光系数小于只考虑单次散射时的消光系数。接收视场增加时,多次散射对水云散射特性的影响更显著。多次散射因子随着有效半径的增加逐渐减小。在1.064μm、2.2μm、3.7μm、12μm和22μm波长且水云有效半径小于6μm以及在200μm和3.2mm波长且有效半径小于13μm时,多次散射因子接近于1,此时多次散射的影响可可忽略不计。