北京西面是太行山山脉，北面是燕山山脉，东南部为地势较低的平原地区，城市化影响大。复杂多样的地形和下垫面使得对流及其引发的强降水的发生地点和时间难以预测。强降水容易造成城市内涝、山洪泥石流等灾害，给正常生活和生产带来不便和损失。因此，研究强降水统计特征和引起强降水的对流触发问题对理论研究和业务应用都有重要意义。本论文利用统计分析、观测分析和数值模式高分辨率模拟等方法，围绕主线“统计特征→多个例对流发生过程观测分析→典型个例精细分析与模拟研究”，对北京地区小时强降水(HHR)事件的统计特征及相关气象场特征，引发强降水的局地对流的触发过程及影响因素展开研究。　　首先利用2007-2014年5-9月北京加密自动站时间分辨率为5分钟的观测数据对北京地区发生的小时强降水(HHR)事件进行统计分析。结果显示，海淀东部和东北部山区附近的平谷、顺义、密云是HHR事件的高发区，西部及西北部山区是HHR事件的少发区。7月下半月是HHR事件最多发的时段。从日变化看，HHR事件多开始于16:00-20:00LST（北京时间），较少开始在04:00-12:00LST这段时间。利用客观分型方法对HHR日的500hPa扰动位势高度场进行分型。分型所得的4种类型分别在蒙古、东北-华北、河套和俄罗斯远东地区有扰动位势高度负值区，在蒙古有扰动位势高度负值区的背景下，HHR日发生的概率最高。对比HHR日和non-HHR日的平均探空廓线和近地面气象场显示，海淀东部的HHR事件高发区与中心城区附近的暖湿中心和辐合区相一致，而对于东北部山区的HHR事件高发区的形成，爬坡气流可能是其中一个有利因素。HHR日气象场的特征指示HHR的发生可能受城市环境和局地地形的影响。　　当大尺度环流形势对北京并非明显有利时，由局地对流所引发的强降水是当前业务预报预警面临的瓶颈难题。从所统计的HHR事件中挑选出8个在大尺度环流形势并非明显有利的背景下发生的强降水个例，对这些个例中的局地对流发生过程进行观测分析。综合来说，北京周边降水系统的冷池出流与局地地形对对流触发有重要影响，部分个例中对流的发生可能与城市下垫面的作用有关。　　接着，对8个个例中的2个个例进行进一步的精细观测分析和数值模拟研究。结合观测分析和高分辨率数值模拟，对2011年8月9日下午发生在北京城区附近（海淀-昌平交界附近）的孤立对流（简称海淀对流）的触发机制进行深入研究，区分阐明不同因素对对流触发的具体作用。结果显示，当天大尺度准地转的条件对于在北京内发生组织性强的对流系统没有明显有利的作用，但是局地条件（包括低层不稳定、高温和高湿空气以及近地面辐合区）有利于局地对流的发展。城市下垫面的热力和动力效应使得在城区东部出现东南风，偏南风和东南风形成辐合，同时使得边界层充分发展，这些均为海淀对流的触发提供有利的环境条件，促使初始浅云的形成。其中城市下垫面的感热通量作用尤为重要。昌平处向东南开口的山谷地形特征是影响东南风形成的另一个因素。但是这样由偏南风和东南风形成的辐合还不足以使稳定层被突破。浅云发展伴随的潜热释放引起偏北气流，以及北面中尺度对流系统伴随的冷池和中高压驱使冷池出流边界前偏北气流发展，在昌平山谷地形的配合下，偏北气流延伸至海淀北面，与偏南风强烈辐合，形成强上升气流突破稳定层，对流最终爆发。敏感性试验表明，在北面中尺度对流系统造成的冷池影响下，通过昌平山谷的偏北气流对于海淀对流的触发十分重要，决定了海淀对流能否在出流边界到达前就触发以及触发的具体时间。　　2008年8月14日，多个分散对流在北京地区造成分散的强降水中心。分析自动气象站观测场以及CALMET(California Meteorological Model)诊断风场模式降尺度处理后的风场显示，在地形作用、阵风锋和冷池出流碰撞影响下所形成的辐合为对流发生提供抬升条件，水汽的积聚同时有利于克服对流抑制能量。经CALMET诊断风场模式降尺度处理得到的分辨率为100m的风场既保留了原来风场的总体特征，还能呈现出更多细节特征，尤其是在地形复杂的地方。CALMET可能作为辅助分析的工具，帮助更细致地分析局地小尺度对流的触发过程，从而能更精确地指示对流发生的潜在位置。分析WRF(Weather Research and Forecasting)高分辨数值模拟结果进一步表明，山地的热力作用是山地附近对流新生的有利因素，地形动力抬升作用对于山地边缘附近的对流触发十分重要;北京西南面前期存在的降水系统所造成的冷池边缘的温度梯度和高湿度有利于大兴对流的发展;北京内各处对流所产生的冷池出流是支持对流在北京继续发生、发展的关键。