对于一个高分辨率的先进模式,台风数值预报的准确性很大程度上由模式初始场的准确性决定。而目标观测中的一个关键问题,就是要确定初始扰动会快速线性发展或最大非线性发展的敏感区,进而在空间和时间上有针对性地优化观测布局。同化目标观测资料能在节省开销的同时获得预报效果最大程度的改善。　　 目标观测首先面临的就是预报对象的敏感区识别问题。目前常用的几种主要方法如伴随敏感法、SV和ETKF方法都是基于误差线性增长假设的,初始扰动必须足够小并且使用时积分时间不能太长;而和中纬度系统相比,发生在热带地区的台风非线性更强,因此采用条件非线性最优扰动(CNOP)来寻找台风敏感区具有其优越性。在一定的约束条件下,CNOP的非线性发展在验证时刻验证区域是所有初始扰动中最大的。　　 CNOP在ENSO可预报性研究、海洋热盐环流的敏感性以及台风和暴雨的目标观测等方面已有广泛的应用,其中有关CNOP在台风目标观测中的应用研究主要有两类,一类利用伴随模式求解CNOP,主要侧重于将CNOP方法和其它方法进行比较;另一类不用伴随求解CNOP,主要侧重于对求解算法的简化,并以台风降水为例初步探讨了新算法计算的CNOP用于目标观测的可行性。在上述两类研究中,一般是以验证区内的扰动能量或者降水作为代价函数。本论文则主要研究CNOP应用于台风强度及路径预报时代价函数的选取以及CNOP目标观测在不同类型台风预报中的作用,并进一步对CNOP敏感区内不同变量的敏感性以及高低空变量的敏感性做了研究。此外通过多个台风个例,利用实际资料对观测系统模拟试验的结果进行验证。　　 代价函数不同或者验证区范围不同都有可能影响敏感区的计算,本论文首先对此做了初步研究,提出根据台风特点,用850hPa涡度作为验证变量,而验证区既要能包括台风涡旋结构,又不能过大,以免引入其他的不确定因素。　　 通过三个各具特点的台风模拟,利用观测系统模拟试验,从不同角度一定程度上证明了CNOP目标观测对台风预报的有效性。由于CNOP方法的最终目标是改善验证区内的预报,因此验证区内总体误差主要是来源于台风本身的强度误差,还是台风中心的位置误差,决定了CNOP敏感区是对台风强度预报改善更明显还是对台风路径预报改善更明显。而CNOP敏感区位置具有共同点,都在初始海平面气压中心及其临近区域,最大范围基本上都在5度左右。　　 对于低纬台风这种尺度的天气系统,主要是质量场向风场适应,因此敏感区内的风场观测比高度场观测更重要;而湿度场会对台风的强度和结构产生影响,因此在使用湿度观测时必须加倍小心,要防止由于没有正确的风场配合而通过错误的热力不对称结构对台风的路径产生负作用。湿度场和风场配合效果最好。　　 由于台风强度对于湿度场较为敏感,并且水汽具有绝大部分集中在低层的垂直分布特征,因此台风强度预报对于敏感区内600hPa以下的资料更为敏感;而台风的路径预报对于敏感区内600hPa以下的资料比较敏感,600hPa以上资料对于台风路径预报的影响则与台风强度有关,当台风强度较强时,其路径对于敏感区内600hPa以上资料也比较敏感。　　 综合三个台风的CNOP敏感区位置特点,发现台风涡旋区可作为台风的公共敏感区,台风涡旋的初始位置、强度以及涡旋内部结构对于台风强度预报和路径预报都很重要。由于涡旋区内资料的缺乏,台风BOGUS可以一定程度上对此进行弥补。41次台风模拟显示BOGUS资料同化(BDA)方案在四维变分同化过程中通过模式约束用BOGUS信息逐步调整模式变量可获得动力和物理上更为协调的涡旋,同时对环境场的破坏很小,对台风路径和强度预报有明显改善。