随着数值预报模式分辨率的不断提高,模式所能分辨的地形越来越精细,采用传统的Gal-Chen& Somerville高度地形追随坐标（简称Gal.C.S坐标）所形成的模式坐标面坡度越来越陡峭,由此引起的气压梯度力PGF （Pressure Gradient Force,简称PGF）计算误差相应增加,模拟的地形重力波形状更加扭曲,因而对高分辨率数值模拟带来很不利的影响。通过减缓模式坐标面的坡度,以便减小使用高度地形追随坐标带来的计算误差,成为了当前地形追随坐标研究的新热点。GRAPES模式预报受到青藏高原和局地中小尺度山脉的影响,东亚地区仍存在南风偏大、虚假垂直速度和降水等问题,论文主要目的是通过减小模式采用的Gal.C.S坐标带来的计算误差来缓解上述预报问题。本文基于GRAPES模式对国际先进的平缓-混合坐标（Smoothed and Hybrid Terrain Following coordinate,简称S.H.T.F.坐标）进行系统地分析、试验,并设计适合我国地形特点的新的S.H.T.F.坐标应用于GRAPES模式,进一步提高模拟预报水平。选取国际先进的单尺度平缓坐标（1-D Smoothed LEvel VErtical coordinate,简称SLEVE1坐标）、双尺度平缓坐标（2-D Smoothed LEvel VErtical coordinate,简称SLEVE2坐标）、单边余弦平缓-混合坐标（简称LC1坐标）、Klemp平缓-混合坐标（简称Klemp坐标）以及设计的改进的单边余弦平缓-混合坐标（简称LC2坐标）,基于GRAPESMeso和GRAPESGFS模式进行动力框架方程推导和程序设计,并通过各种试验与传统的Gal.C.S坐标相比较,得到以下结论：（1）S.H.T.F.坐标是通过减小地形追随坐标坐标面上的地形补偿来达到平滑坐标面的效果。通过给定恰当的地形衰减系数或者逐层平滑地形可以实现地形补偿项的衰减。根据坐标形式的不同,需要分别针对简单的Gal.CS、SLEVE1、LC1和LC2坐标,SLEVE2坐标以及Klemp坐标给出三套动力框架推导和程序设计方案。（2）气压梯度力计算误差试验、质量平流输送试验、多山较复杂地形重力波试验、球面过山气流试验等理想试验结果表明：各种S.H.T.F.坐标在不同程度上减小了PGF计算误差、平流输送耗散,缓解了地形重力波的扭曲破碎等问题。在中、高层,SLEVE2坐标、LC1坐标、LC2坐标以及Klemp坐标可以较好的减小PGF计算误差和质量平流耗散,较正确地模拟出地形重力波的波形、垂直结构与强度；SLEVE2坐标仍存在大尺度地形引起的误差；Gal.C.S坐标和SLEVE1坐标所引起的PGF计算误差和平流耗散相比较大,重力波的模拟与解析值的差别很明显。在底层,坐标面上地形的平滑作用使得SLEVE2坐标和Klemp坐标中小尺度地形带来的各种计算误差比其他几种坐标更小；LC2坐标的各种计算误差比SLEVE1坐标、LC1坐标和Gal.C.S坐标小。Klemp坐标垂直差分带来的下边界处理问题为实际应用增加的困难,还需要进一步研究。（3）GRAPESMeso模式实际个例模拟试验结果表明：S.H.T.F.坐标可以通过减小青藏高原复杂地形带来的PGF计算误差,有效改进高原下游地区的降水场和风场的预报,减小高原背风坡虚假的垂直扰动强度以及南风强度,从而减少虚假的水汽输送和降水。GRAPESMeso模式批量模拟试验（一个月）结果表明：改进的SLEVE1、SLEVE2、LC1坐标以及LC2坐标的模拟平均偏差、平均均方根误差均小于（平均距平相关系数都大于）传统的Gal.C.S坐标的模拟平均偏差、平均均方根误差（平均距平相关系数）,但LC1坐标的这一结论仅体现在模式的较高层次,而LC2坐标则通过调整模式面厚度、增加计算精度改进了LC1坐标。总的来说,受到PGF计算误差的影响,传统的Gal.C.S坐标会给高分辨率数值模拟带来较大的模拟偏差,以双尺度平缓坐标SLEVE2和LC2坐标取代目前的Gal.C.S坐标,可以有效提高高分辨率数值模拟的精度。GRAPESGFS模式中SLEVE2坐标的应用受到实际地形分离的制约,仅选择SLEVE1坐标和LC2坐标试验。批量的实际资料模拟试验（一个月）结果表明,SLEVE1坐标在东北半球的温度场和高度场中、高层的平均偏差有明显的减小；与区域模式类似,在各个时刻平均均方根误差都小于（平均距平相关系数都大于）Gal.C.S坐标的模拟平均均方根误差（平均距平相关系数）；LC2坐标结果不如区域模式明显,平均偏差比SLEVE1坐标略小,但是统计结果随时间增加相比Gal.C.S坐标变差,有待于进一步研究。