华北地区暴雨具有强度大、持续时间长、出现时间集中等特点，尤其在复杂地形的影响下，会造成降水增幅，出现突发性、局地性暴雨，预报难度较大。为探讨在复杂地形下华北暴雨的发生机制，提高华北暴雨预报水平，利用ARPS模式及其云分析系统，对两类(低涡切变和地形)华北暴雨进行了数值模拟，对比分析了使用云分析系统进行CINRAD多普勒雷达反射率资料同化对低涡切变类暴雨数值预报的改进作用，同时，揭示了一种华北地形暴雨的发生机制，可以得到以下创新性结论：　　 1.使用ARPS模式及其云分析系统，将CINRAD-SA多普勒雷达反射率资料同化到中尺度模式中，对发生在2003年10月11日的一次华北地区低涡切变线大暴雨过程进行了数值模拟及对比试验.对比试验的结果通过TS评分、B值评分和ETS评分等多种评分办法进行了客观检验，结果发现，云尺度扰动的变化强烈依赖于是否在云分析中启动温度调整，这种调整对于对流的发生和维持以及减小模式的spin-up时间都是至关重要的。复杂云分析对于模式前3-4h的对流强度的影响最显著，这种影响可以持续到5h以上。　　 2.如果进行复杂云分析时不考虑由于潜热释放造成的温度的变化，雷达资料同化对降水预报的改进作用只有1h左右，而且仅对小雨预报有改进作用。当在进行复杂云分析的同时考虑由于潜热释放造成的温度的变化，启动云内温度调整时，模拟的降水量及降水空间分布均有明显改进，与实况非常接近。　　 3.使用常规地面和探空资料改进模式初始场，对于华北低涡切变线暴雨过程的短时降水预报有改进，但与雷达资料同化相比，常规观测资料对于降水预报的改进作用要小的多。利用多普勒雷达反射率资料进行云分析后，模式模拟的降水较CINRAD-SA雷达根据雷达Z-R关系估测的降水更为准确。　　 4.通过探讨提高模式水平分辨率与雷达资料同化的关系发现，使用雷达资料进行云分析改进模式初始场，模式在18km分辨率上模拟的降水较3km不使用雷达资料同化的更接近实况，表明利用高分辨率的雷达资料改进模式初始场是改进模式预报的一个有效手段。　　 5.不同水平分辨率上进行雷达资料同化的模拟结果表明，无论初始场上是否使用雷达资料同化，当分辨率从6km提高到3km时，模拟结果改进不大，因此，提高模式水平分辨率有一定的限度，而在适当提高模式分辨率的同时使用雷达资料同化改进模式初始场，则是提高华北暴雨数值模式短时预报的一个非常有效的途径。　　 6.通过数值模拟及敏感性试验，揭示了发生在2002年6月24日的一次华北地形大暴雨的发生发展过程：这次大暴雨发生前，有偏东气流沿北京西南部的太行山东坡爬升，山项上和山脚下均为对流不稳定大气。午后，来自东南方向海面上的冷湿的密度流向内陆地区推进并沿山脉爬升，在爬坡过程中触发山顶附近的对流不稳定大气，造成对流强烈发展。在降水产生的下沉冷空气堆与爬坡气流之间形成的辐合气流以及中高层偏西引导气流共同作用下，对流系统边发展边向偏东方向移动，导致大暴雨出现在山脚下。　　 7.通过敏感性试验，揭示了这次地形大暴雨的发生机制：暴雨发生过程中，地形起到了动力抬升作用，低层来自东南方向的较强的密度流是本次大暴雨的主要动力触发机制。大暴雨发生前，山顶的对流不稳定大气是产生大暴雨的必要条件。对流触发后，对流系统自身的凝结潜热释放为对流的进一步加剧和暴雨的增幅起了十分关键的作用。白天地表感热加热使近地面气温明显升高，海陆温差加大，从而使午后来自东南海上的密度流的强度加强，对于暴雨的发生有间接作用。　　 8.入流密度流的强弱决定了对流系统传播的速度，从而决定了暴雨的落区。入流气流强，对流系统向东传播快，则暴雨出现在山脚下。入流气流弱，则对流系统向东移动慢，降水主要出现在山顶或山坡上。对流爆发后向东传播，由降水造成的下沉冷空气堆以及山脚下气流的转向辐散导致对流系统出现中高层辐合上升、低层辐散下沉，对流系统很快减弱消亡。　　 9.地形不是造成低层东南密度流的原因，但地形的动力作用会改变入流气流的方向，造成来自海上的低层东南密度流在向西加速移动时发生逆时针(气旋式)旋转，即地形越高，入流的密度流的东西风分量越大，南北风分量越小。同时，由于地形高度的影响，爬坡气流在山顶附近更多地转向绕流，导致在高地形北部气流辐合加强，降水增强。