中文摘要：

本项目利用高分辨非静力模式GRAPES，通过数值试验理解引发暴雨中尺度对流系统发生的机理，重点研究局地精细下垫面非均匀性的影响和贡献。成果如下（1）项目通过将平流计算的分段有理函数法与"积分单元格"半拉格朗日方法相结合，实现了水物质的高精度计算；随后在云分辨尺度模拟中，发现了云边缘存在虚假的相变，研发了非线性半拉格朗日相变修正方案。这些大的改进显著提高了模式对云和暴雨的预报。该成果已应用于改进国家业务中尺度预报系统GRAPES_Meso。（2）通过引入有效地形及考虑地形坡度处通量修正的单调四阶水平扩散，改进了模式大气对复杂地形这一典型非均匀下垫面的响应，显著改进了模式预报降水分布。（3）通过典型个例和批量试验，研究了不同复杂程度陆面过程表述、精细土壤湿度初值对产生强降水的中小尺度对流系统发生发展的影响，结果表明合理精细的下垫面状况和陆面过程表述，对于合理模拟边界层的热动力结构、边界层厚度的分布进而合理模拟局地发生的中小尺度环流和对流启动具有重要作用，揭示了陆气相互作用和下垫面非均匀性对中小尺度对流系统影响的可能机理，并证明了中尺度数值预报模式中精细陆面过程对暴雨预报的重要性。