近20年,台风路径与强度的预报能力随着数值模式的发展而不断提高。模式的结构设计和物理过程都日渐完备,进而初始条件对于数值预报结果的重要性日趋显著。目前,气象遥感卫星提供的大范围、高时空分辨率的资料有效补充了常规资料,显著地改善了数值预报模式的初值质量,尤其在海洋、沙漠和极地以及高原等常规观测资料缺乏的地区。但是由于各种复杂问题与同化系统的限制,目前可供同化系统使用的卫星观测资料只占总资料量的约5%,大量受云和降水影响的资料并不能充分有效利用,而云雨区的观测资料对台风、暴雨等中小尺度天气系统的预报质量往往有着重要影响。相比遥感卫星,GPS无线电掩星资料采用不同的探测手段,其光学路径长度、折射弯角、多普勒频移是非传统气象变量,对干扰对流层其他多种遥感技术的大气微粒不敏感,不受云雨影响,且GPS卫星具有每天资料均一覆盖地球、垂直分辨率高、观测数据无偏等优点,与其他卫星资料有很好的互补性。本文利用COSMIC (Constellation Observation System of Meteorology, Ionosphere and Climate)掩星反演的wetPrf资料,首先与探空资料和全球分析资料分别进行质量评估分析,揭示COSMIC资料质量的特征,为同化系统的质量控制提供科学依据；针对COSMIC资料垂直分辨率相对于数值模式严重偏大,较易造成同化时资料冗余影响分析质量的问题,发展设计了一个与数值模式垂直分层相耦合的COSMIC稀疏化方案,在台风预报同化试验中取得了良好的预报效果；最后,利用GRAPES(Global/Regional Assimilation and Prediction System)全球/区域同化预报系统开展台风同化试验,研究分析COSMIC资料同化对台风数值同化预报的效果。本文主要结论如下：(1)在中国区域内,COSMIC资料的温度略低于探空资料与FNL资料,温度与水汽压的均方根误差很小。全球范围内,在不同高度,不同层次,以及陆地海洋不同区域,COSMIC资料均具有较高的质量,但其误差分布特征随高度、海陆分布区域等略有差异。总体上看,COSMIC资料具有良好的可靠性与精确度。它不仅为我国台风预报提供了新的资料,同时其误差分布特征也为COSMIC资料同化的质量控制提供了科学依据。(2)根据GRAPES模式垂直分层的结构特征,发展设计了一种更加符合模式高度层分布的COSMIC稀疏化方案,有效减少了资料同化过程中由于COSMIC资料垂直分辨率过大而导致的资料冗余问题。试验结果显示该稀疏化方案明显改善了资料同化的分析质量。(3)GRAPES模式同化预报系统采用新的资料稀疏化方案和COSMIC资料同化对台风预报的同化试验,表明稀疏化方案和COSMIC资料的有效同化,对我国近海台风预报质量具有明显效果,是进一步提高台风路径和强度预报的有效方式。