航空高影响天气是指积冰、湍流、强对流、低能见度等对航空飞行有重要影响甚至危及飞行安全的天气事件，本文以飞机积冰这类航空高影响天气为切入点开展多模式集合概率预报研究。通过对近四年中国民航总局飞机报告与NCEP再分析资料的匹配分析统计，得到我国区域内飞机积冰分布的时空特征和形成飞机积冰的大气环境特征，在美国NCAR提出的FIP算法基础上修正得到了我国区域飞机积冰潜势预报算法CFIP算法，并与国际通用的国际民航组织推荐积冰指数法、RAP算法、RAOB算法等几种飞机积冰潜势预报方法效果进行检验和预报试验，以上成果已良好地应用到空军新一代数值气象预报系统中。选取空军业务运行的T511L60全球中期模式、WRF区域模式和新一代快速更新循环同化模式RUC，采用时间滞后法构建了航空高影响天气多模式集合预报系统，评估了集合预报系统的可靠性、敏感性和预报性能，设计了集合成员的权重方案，并开展了概率预报试验，取得了较满意的预报效果。主要结论包括:　　1.基于飞机报告统计分析了我国区域飞机积冰的分布特征和大气环境特征，为后续飞机积冰的潜势预报打下了可靠的基础;　　2.采用决策树和模糊逻辑技术设计CFIP方案，有助于提升积冰预报结果的精确性，通过飞机报告回报检验，证明CFIP具备较高的捕获潜在积冰的能力;　　3.不能依赖于任何一种预报方案完全捕捉到积冰潜势的所有信息，采用多指标叠套技术集成多种积冰预报方案非常适用于航空高影响性天气预报;　　4.通过集合预报系统可靠性检验发现，多模式集合预报系统可靠性高，集合离散度适宜;　　5.多模式集合平均与单模式集合平均的对比试验表明，三种模式集合预报效果优于单一模式的集合预报，体现了采用多模式集合在增加集合离散度，提高预报准确率上的实用价值;　　6.针对时间滞后构造多模式集合系统存在的问题，设计了四种集合成员权重方案，通过检验最终确定综合评价法为最优权重方案;　　7.从飞机积冰概率预报试验可以证明，对于航空高影响天气而言，使用概率预报比单一值的决定论预报来决策更具应用价值，概率预报结果体现了未来大气可能出现的所有状态，将定量预报过滤或平均掉的少数成员积冰预报结果以概率的形式表示出来，预报员和用户可以根据保障飞行活动的不同需要，利用概率预报结果进行决策。