利用山西大同站常规观测资料和多普勒天气雷达基数据，对山西两类暴雪天气过程（倒槽冷锋型和锢囚锋型，分别简称为“Ⅰ类”和“Ⅱ类”）进行对比分析。结果表明，两类暴雪天气存在相似点：（1）当降水相态为雨或雨夹雪时，低层零速度线均呈现较明显的“S”型弯曲特征，零速度线形状的变化和0 ℃层亮带位置变化对相态转换具有明显指示意义；（2）由9点平均法绘制的两类暴雪的平均基本反射率因子垂直廓线也具有相似特征，即平均基本反射率因子垂直廓线强度在30～40 dBZ之间，因此可利用平均基本反射率因子垂直廓线定量估测降雪量级，并可判断0 ℃层亮带。但两类暴雪天气也存在明显差异：（1）Ⅰ类暴雪属于冷云降水，冷垫深厚，虽然低层强冷空气将水汽通道切断，但由中层偏南急流和西北气流径向辐合产生的动力抬升作用使得降雪维持并达到暴雪量级；Ⅱ类暴雪属于暖云降水，由暖切变线触发，冷垫不明显，锢囚锋和南风急流长时间维持是造成暴雪的主要原因。（2）Ⅰ类暴雪过程中出现明显的0 ℃层亮带且长时间维持，而Ⅱ类则没有明显的0 ℃层亮带。（3）Ⅰ类暴雪过程中，“S”型零速度线逆转成南北分布的直线时，表明低层暖平流减弱的同时有东风湿冷垫形成，此时降水相态由雨转雪；Ⅱ类暴雪过程中，零速度线由“S”型转为反“S”型时，表示冷平流入侵明显，此时降水相态由雨夹雪转为雪，零速度线再次明显顺转则指示降雪减弱趋于结束。

利用气象观测资料和NCEP/NCAR再分析资料，对2015年8月1—3日山西省中部一次持续暴雨天气过程进行诊断分析。在对欧洲数值预报中心（ECMWF）集合预报产品检验的基础上，采用联合概率方法，对暴雨集合预报进行改进。结果表明：（1）此次过程降水对流性特征明显，可分为两个阶段，第一阶段为锋前突发性暴雨；第二阶段，地面冷锋过境触发区域性强对流天气，再次造成暴雨。（2）低层辐合造成的较强上升运动使多个中尺度对流云团不断合并发展，是造成暴雨的直接因素。第一阶段，中低空辐合层深厚，高空抽吸作用强烈，降水率更大；第二阶段，低层动力和能量扰动更明显，降水更集中。（3）中尺度斜压诊断表明，第一阶段，低层湿Q矢量辐合和锋生作用出现多次增强，对流运动强而范围大，降水出现多次雨峰；第二阶段，中尺度系统斜压发展更强烈，但不稳定厚度减小，降水强度减小。（4）改进后的联合概率集合预报产品大概率范围与暴雨中心吻合。

利用2014—2017年山西省地面和高空气象观测资料、NCEP/NCAR FNL再分析资料、山西及周边地区多普勒天气雷达资料，对山西冬半年雨转雪过程进行归类与分析，探讨地面气温在降水相态转换中的作用，提取降水相态转换的前兆信息。针对降雪过程，统计分析降雪量和积雪深度增量的关系，总结提炼积雪深度预报指标。最后，选取气候特征相似的两次雨转雪过程进行对比分析，揭示降水相态转换的物理机制。结果表明：（1）山西省11月发生雨转雪的站次最多，其次为2月。地面气温作为降水相态变化的重要指标，其与气候和天气（如冷空气强度和路径）特征、地理位置等有关。（2）山西冬半年积雪深度增量与降雪量比值约0.68 cm·mm-1，且比值随着气温降低而增大，因此存在明显的时空差异。（3）在雨转雪的不同时段，随着对流层低层降温，冰雪层厚度在总云层的比例有所增加，且云中固态凝结物下落路径缩短，使得固态凝结物在下落过程中融化概率减小，造成相态变化。

利用常规观测资料NCEP再分析资料卫星和雷达拼图产品等，结合WRF中尺度数值模拟，对2013年5月22日发生在山西省中南部的强对流天气进行了分析。结果表明:此次强对流天气过程中，河套地区正涡度平流的持续输送是500hPa切断涡旋形成、维持和发展的重要原因;低层冷平流沿其前方输入，后部有更强的暖平流输入，使涡旋不断加深发展，在其附近激发孤立对流云团，孤立云团上空存在高层辐散、低层辐合的垂直结构，使得其上空上升运动持续加强，孤立对流云团得以维持和发展，其间形成的r－中尺度和a－中尺度强对流云团是造成强对流天气的直接原因，而地面海上高压后部水汽的持续加强和高空脊前干空气南侵，产生明显干锋生作用，是强对流的重要触发机制。雷达组合反射率因子拼图显示，此次强对流过程是由单体回波发展合并加强造成的，这些单体回波的演变经历了“单体加强合并带状回波弓形回波减弱消亡”的过程；整个过程分为2个阶段，其回波面积、强度、移动速度不同，造成强对流天气特征差异明显。此次强对流天气存在3种类型，其温湿廓线结构及环境参数特征存在明显差异，可作为判断强对流天气类型的指标。