冰雹是由强对流天气系统引起的一种严重的气象灾害，具有发展速度快、局地性强、破坏性大等特点，我国江淮地区是强对流天气和大冰雹的频发区域。目前冰雹的预报仍然具有较大的挑战性，其中一个重要原因是数值模式中的微物理参数化方案不能很好地描述冰雹粒子谱分布和演变过程，同时人们对冰雹形成的宏观和微观物理机制了解的还不够。本文选取2015年4月28日发生在江苏地区的一次强冰雹过程，利用中尺度WRF(Weather Research and Forecasting)模式，开展了不同微物理参数化方案对冰雹模拟的对比研究，通过诊断分析微物理过程源汇项和开展敏感性试验，探究造成不同微物理方案模拟结果差异的原因。在此基础上，利用分档云微物理参数化方案对冰雹风暴进行云分辨尺度的数值模拟，并结合三维粒子运行增长模式，研究风暴中冰雹的尺度分布特征和运行轨迹，最后给出了本次冰雹过程发生发展的概念模型。本文得到的主要结论如下:
　　(1)尽管不同微物理方案的模拟结果存在相似性，模拟的雷达反射率强度和垂直结构、以及风暴动力、热力和云微物理特征都存在明显的差别。与观测相比，Milbrandt-Yau双参(MY2)方案对雷达反射率低估较大，Morrison(MOR)和WDM6方案对回波垂直结构的模拟优于MY2和WSM6方案。跟实况相比，模拟的雨带更宽，降水量偏高。MOR方案模拟的上升运动最强，雹混合比和数浓度最大;MY2模拟的冷池强度最弱，近地面雨水比含量和数浓度明显低于其他方案;WDM6方案模拟出了4-7km之间过冷雨水含量大值区。
　　(2)雹粒子比质量收支分析表明，四种方案中雹的主要源汇项是类似的。雹粒子主要由冰晶（MOR和MY2方案）或雪（WDM6和WSM6方案）碰冻雨水生成，雹收集云水和雨水是其质量增长的主要方式，雹的主要汇项是融化成雨水。MY2方案中雹融化效率明显低于其他方案，相应的雨水蒸发冷却率和雹融化冷却率也较低，这是MY2方案模拟的冷池强度较弱的原因之一。敏感性试验表明，修改MY2方案中雨滴最大直径后，雹融化效率增强，雨滴混合比和数浓度显著增加，模拟的雷达反射率和降水更接近实况。
　　(3)分档微物理参数化方案能较好地再现冰雹风暴的两个发展阶段，包括线状对流阶段(LCS)和弓形回波阶段(BES)，两个阶段的动热力和微物理结构有明显差别。LCS阶段上升气流强度较强，云中过冷水含量充足，霰、雹粒子主要形成在该阶段。BES阶段上升气流的强度略低于LCS阶段，雨水和雪粒子比质量集中在该阶段。以LCS阶段的降雹单体A为例，研究了冰雹的形成机理。气流从单体前部低层流入，而后强烈上升，在高层向前流出，单体后部中层有干冷空气流入。雹粒子在风暴上升运动区左侧边缘4-6km高度通过霰粒子碰冻液滴形成，而后在上升过程中通过收集液滴长大，在上升运动区左侧的融化层附近融化成雨水，最后下落至地面。轨迹计算结果表明，雹粒子起始于上升气流右侧（东侧）4-5km高度上，然后在向西运行的过程中下落到1km左右高度上，而后继续沿着上升气流左侧边缘上升，粒子经历了一次或多次上-下运动，最后在上升气流区左侧（西侧）下落。最后给出了本次冰雹过程发生发展的概念模型。