研究了大气电场数据原始资料的质量状况和误差来源,试图从大气电场资料的接收仪器、数据来源分布、误差影响消除等方面,结合闪电定位资料和雷达回波资料来研究其数据质量。指出大气电场仪本身存在电子线路误差、标定误差、安装高度产生的误差。同时环境影响会产生的误差。分析并给出了消除或者减小这种误差的方法。通过模拟理论计算和实际观测数据进行的统计对比分析,计算了不同高度上的电场测量值与地表处电场值的关系。在晴天和雷暴两种天气情况下,由于产生地面电场的电荷源不同,提出了分别利用统计和线性拟合对这两类测量数据进行修正的方法。使用不同方法分析了大气电场资料在时域内、频域内的特征。并创新性的使用分形理论分析大气电场数据,得到大气电场分形参数。利用南京周边地面大气电场观测网野外观测数据,使用多重分形去除趋势涨落方法(detrended fluctuation analysis, DFA)分析了有闪电发生时和无闪电发生时大气电场不同的分形特征。给出了这两种条件下不同的的大气电场分形参数,并进行对比。结果表明,有闪电发生时,大气电场的Hurst指数均大于0.6,奇异谱函数谱宽度为0.8左右,同时在某些条件下,质量指数τ(q)呈现出良好的线性关系。而无闪电发生时,不存在此分形特征。故可把大气电场数据的Hurst指数、奇异谱函数谱宽度作为利用大气电场数据对雷暴监测预警的一类预报因子。