在过去的100年,以全球变暖为主要特征的全球气候环境变化问题日益突出,全球变化已经不仅仅是一个科学问题,同时也是当今世界面临的主要政治和经济问题之一。而全球变化的区域响应与人类适应,是全球变化研究中不可忽视的重点内容,在这个研究领域,区域气候模式将担任越来越重要的作用。随着中国经济的发展、大国的崛起,我国在区域尺度上又或将是人类活动强迫较强的地区之一。已经或正在发生的气候变化对我国经济发展和自然、生态环境的影响是需要非常重视的问题,因此开展我国区域气候模拟研究将必不可少且更加重要。本文利用WRF模式,模拟研究了我国区域气候及相关物理过程,得到的主要结论如下:　　 (1)使用WKF模式,选用Betts-Miller-Janjic、Grell-Devenyi和Kain-Fritsch三种参数化方案,进行了2000-2009年长时间数值积分,并依据观测的降水资料,探讨了不同的积云对流参数化方案对中国区域夏季降水模拟的影响。研究结果显示:三种参数化方案都能够合理地模拟出中国夏季降水的时空分布及其对应的环流背景场,模拟结果和再分析资料比较接近,表明模式对降水的环流场模拟比较合理。从夏季降水气候态、误差分布、雨带南北移动及降水概率密度分布上细致地分析了三种参数化方案及其集合的模拟结果,显示三种参数化方案对中国地区夏季降水模拟性能比较接近,而在不同的模拟区域表现各不相同。总体上来看,KF方案倾向于高估降水;GD方案由于采用集合的方式,其模拟结果比较平滑;而BMJ方案倾向于模拟出更多的小雨。对比发现GD方案表现出较优的模拟性能,水汽输送及相关风场模拟的误差是造成夏季降水误差的可能原因。　　 (2)动力降尺度是区域模式重要的应用领域,对区域气候研究有重要意义。通过和一个普遍采用的全球模式(CAM)嵌套,检验了模式在中国地区动力降尺度的性能。结果表明,全球模式基本上能够模拟出中国地区年平均温度的空间分布型态,但在降水的模拟上,全球模式模拟的中国中部地区降水和观测差别比较明显。区域模式改善了对温度的模拟,对降水的改进则十分显著,不仅能够消除全球模式中降水中心的偏移,而且对局地降水空间分布的细节也和观测比较接近。区域模式模拟的年平均降水与观测的空间相关系数显著提高,而均方根误差则显著降低。总体上来说,动力降尺度确实可以提高模式模拟性能,并且能够得到全球模式中无法得到的局地分布细节,因此,采用区域模式进行动力降尺度具有重要的意义。　　 (3)我国河套西北部区域(包括内蒙古和外蒙古部分地区,简称HTNW区域)未来植被将有可能出现很大的改变,原因有两个方面:一方面是由于我国三北人工防护林建设,一方面是由于预估的气候变化致使的变暖和变湿。本论文通过数值试验研究了植被变化的气候效应。HTNW地区从荒漠变为草地以后,将出现冬季温度上升,夏季温度下降的趋势。冬季温度上升主要是反照率下降所导致,而夏季温度变化则是反照率和蒸散发共同作用的结果。降水在植被改变后在冬季和夏季都出现了大幅度的上升,夏季降水的增加要显著高于冬季。试验区降水增加是在水汽输送增强的前提下,环流辐合、局地上升运动加强、大气趋于不稳定及水热配置共同作用的结果。而大气环流异常同时也导致了区域间的大气环流的相互响应和配合,局地性的环流变化导致了整个区域环流的响应,最终导致了整个区域降水的分配发生改变。当然,内蒙古附近区域之外的气候变量的变化大都不够显著。　　 (4)利用再分析资料分析了东北地区2010年4月12～13日罕见的暴雪发生的环流背景,在暴雪发生10天前,欧亚大陆高纬度地区位势高度为正异常且不断南移,西伯利亚高压一直加强南伸,东亚东北部地区受低压控制,使得强烈的冷空气向东北地区平流。随着东北地区低压被切断且不断加深,东北地区在对流层中低层出现强烈的辐合,大气上升运动加强,水汽源源不断的从海洋上输送到东北地区并抬升,降温凝结,从而导致哈尔滨暴雪的产生。使用WRF模式,利用GFS数据作为初始和边界场,对此次暴雪过程进行回报研究。回报的结果表明,WRF模式可以合理地回报出此次暴雪过程的降雪分布及降雪量值,其回报的环流演变、水热配置等都与观测资料比较吻合。定量分析表明,相对于GFS,WRF模式可以显著提高对降雪的预报能力,嵌套内层的结果更有优势,显示出高分辨率模式的价值。