大气“湿”过程，是指水物质以多种形式（例如，水汽，云水，云冰）参与的动力、物理过程。大气环流模式在描述这一过程时通常包括两个部分:一、平流;二、相变。能否合理描述大气湿过程，是评判大气环流模式优劣的一个重要指标。本文基于中国科学院大气物理研究所(IAP)大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验(LASG)研制的大气环流谱模式(SAMIL)，紧扣大气“湿”过程，一方面改进完善模式对“湿”过程的模拟能力;另一方面利用模式研究大气“湿过程”的热点问题:云辐射反馈。　　 首先分别选取Tiedtke、Manabe两种对流方案，评估了目前SAMIL在大气湿过程方面的模拟性能，指出(1)Tiedtke对流方案模拟的对流降水偏强，尤其是位于菲律宾以北的西太平洋地区，而层状降水显著偏弱，没有能模拟出沿赤道的降水中心;(2)Tiedtke方案虽然对降水的模拟不如Manabe方案，但其模拟的凝结潜热的垂直结构则远较Manabe方案合理，表现为与观测一致的位于对流层中层500hPa处的对流加热峰值，以及0℃层之上的层状加热与其下的冷却。(3)Tiedtke方案下降水模拟的失真可能不是Tiedtke方案本身造成的，而是由与之不匹配的层云降水方案造成。　　 层云方案引入之前，一个必须面对的问题是:如何在现有谱模式中精确描述云水、云冰等具有强梯度不连续性水物质的平流输送。由于高度不连续性，勉强适用于水汽的传统谱方法已不再适用。为此，模式引入了Lin提出的通量形式的半拉格朗日平流算法(FFSL)，这种多维算法独立于某一具体的平流算法，诸如迎风格式、MUSCL、PPM、PRM等都适用。除能够精确描述不连续处物质平流输送外，该方案的另一优越之处在于能够自动满足物质守恒。引入FFSL方案后，模式有效抑制了极值降水，降水频次、雨带位置都较之前的谱合成方案有了很大改进。除此之外，对湿度场的模拟也有一定改善，对流层低层的偏干现象得到明显缓解。　　 Lohmann显示云方案的单点离线模式表明，该方案在降水的模拟上跟观测非常接近，同时也能较合理地模拟降水期位于0℃之下的云水以及其上的云冰。引入显示云方案后的SAMIL模式，能较合理地模拟出云水、云冰的空间分布，同时对中高纬的层云降水也有较好模拟能力。宏观云方面，本文基于云可分辨模式(CRM)模拟结果，对国际上常见的云量参数化方案进行了调研，为后期模式宏观云参数化发展打下基础。　　 积云对流是大气中最重要的湿物理过程，积云与环境大气的混合过程（夹卷）一直以来是继闭合假设之外的另一难点。论文基于KWAJEX的场地试验数据，利用CRM结果，分析得到夹卷率与浮力的关系，并将之用于卷入率的参数化。单柱试验(SCM)结果表明，新方案在质量通量的模拟上较Zhang-McFarlane方案更接近CRM模拟结果。　　 云覆盖了地球2/3的面积，在地气系统的辐射收支中起着重要作用，云辐射反馈研究也成了大气“湿过程”的热点问题。论文通过水球试验，研究了两种增暖强迫下(+4KSST，4×CO2)云辐射强迫变化及气候敏感度，结果表明(1)+4KSST与4×CO2强迫下，热带地区净云辐射强迫为负，表明云起到减速增暖的作用;(2)长波云辐射强迫在+4KSST试验中为正变化，而在4×CO2试验中为负变化，这主要因为+4KSST试验中的高云位置比4×CO2试验中更高，从而有效阻止出射长波辐射;(3)水球试验与真实地球试验均表明:全球平均而言，云辐射强迫为负变化，表明云有减速增暖的作用。气候敏感度在水球和真实地球下分别为0.384和0.584，接近多模式结果的最佳拟合线。