多普勒天气雷达资料具有高、时空分辨率的特征,如被充分利用将有利于改善数值模式中的中小尺度信息。本文利用中尺度数值模式WRFV2.1及其三维变分同化系统WRFVAR2.1针对2003年7月4-5日发生在江淮流域的一次梅雨锋暴雨过程,采用NCEP再分析资料和合肥新一代天气雷达资料,研究了直接同化雷达径向风和反射率的试验。结论如下:(1)雷达资料的预处理和质量控制(包括去除地物杂波和孤立点、退模糊速度、数据填补与平滑处理、稀疏化)可以去除噪声和减少资料间的相关性,有利于同化的实施。(2)直接同化雷达径向风改进了辐合带的位置、在低层增加了气旋性扰动,增强了低空急流核;对垂直速度的改进更利于对流的发生和发展。直接同化反射率对模式的微物理量、动力和热力场有明显改进。同时同化径向风和反射率有利于发挥各自的优点,相对控制实验,雨带分布范围更广,模拟回波、降水与观测更加接近。(3)不同的控制变量和背景场误差协方差矩阵对暴雨预报有不同的影响,合理的配置可以改进暴雨预报。不同的同化频率对同化结果都有正的贡献,每10分钟同化一次的结果略优于每半小时同化一次的结果。(4)预报实验中模式分辨率的提高对中尺度暴雨的模拟有一定的改善。分辨率为2.5km的6小时模拟累积降水量与分辨率为5km的6小时累积降水量相比,整个雨带分布基本相同,但对50mm降水量分布的模拟结果略优。(5)多普勒雷达资料的同化,增加了初始场的中小尺度信息,使数值模拟揭示了此次暴雨中尺度扰动(低涡)与对流活动之间的波动CISK的正反馈机制。暴雨发生时850hPa切变线上分布着小扰动和不均匀的(水汽)辐合、辐散区,梅雨锋北部的低涡对对流有促进作用。波动CISK机制与低压扰动前的反气旋性扰动阻挡的共同作用,使低层的中尺度扰动不断的发展,在低层激发出中尺度对流性低涡。对流性低涡进一步加强切变线和梅雨锋上的对流活动,使得暴雨强度增加且持续时间延长。