随着多普勒天气雷达技术的发展和探测灵敏度的提高,人们有可能在晴空大气中看到更多的大气结构的细节。晴空回波的研究涉及大气科学研究与应用的许多领域,如多普勒雷达在短时和临近预报、定量测量降水量、雷达资料质量控制、阵风锋与对流性降水之间的关系、雷达资料同化时对晴空回波的识别与剔除等方面,因此正确认识晴空回波的散射机制和大气湍流特征,深入分析晴空回波的反射率因子特征和径向速度特征所反映的大气物理过程,具有重要的理论意义和业务应用价值。本文在如下方面进行了研究,并得出有意义的结论：根据湍流大气对电磁波的散射机理,详细讨论了它与Bragg；定律的关系；揭示了湍流散射的物理本质是：不均匀产生梯度,而梯度的不均匀产生旋转；大气温度、气压、湿度等要素的分布梯度产生了湍流散射,而湍流散射是晴空回波的主要原因。晴空回波分类识别与形成机制分析。根据湍流散射的公式,详细分析了大气温度、气压和水汽压的梯度对晴空回波的影响。讨论了晴空回波的日变化机理,揭示了海上晴空回波与陆地晴空回波形成机制及日变化的差异,从晴空回波的角度讨论了阵风锋和航天飞机解体事件的回波成因。根据晴空回波的径向速度回波现象,首次将其速度特征分为三类：背景风的速度特征,局地湍流的速度特征,背景风和局地湍流相混合的速度特征。它们既与大气边界层的风速有关,也与大气的逆温结构有关,还要细致区分温度逆温和露点逆温的差异。