近几年气溶胶粒子作为云凝结核(CCN)和冰核(IN)通过改变雷暴云微物理特征进而影响电过程已被广泛认可，科学家们利用数值模式做了一些关于气溶胶对雷暴云影响的模式研究，但基本上采用的都是总体云微物理参数云模式，导致得到的结果存在很大争议。而在分档云微物理方案中对云中粒子质量浓度和数浓度进行分档求解，减少经验/半经验公式的影响，更适合用来探讨气溶胶对云微物理的影响，是目前公认理论性最强，最接近真实情况的数值模拟方案。另外一个重要方面是非感应起电是冰相粒子不同的下落末速度导致的碰撞引起，精确计算不同大小粒子下落末速度是模拟起电机制的基础，总体参数化方案采用质量加权的平均末速度，会导致非常大误差。因此，本文在1.5维分档云-气溶胶模式中耦合雷暴云起放电过程，发展为高分辨率粒子谱的1.5维分档云-气溶胶雷暴云起放电模式，探讨气溶胶对雷暴云微物理和起放电过程的影响;考虑到1.5维模式维度的局限性，将徐戈等(2016)改进的以色列特拉维夫大学的详细分档微物理方案、起电方案以及Tan et al.(2014)改进的Mansell et al.(2002)放电方案耦合到WRF4.0中尺度数值模式中，首次建立了一个以WRF动力框架为基础的三维高分辨率分档云-气溶胶雷暴云起、放电中尺度数值模式，实现以分档方案为基础的雷暴云三维数值模拟，使用该模式探讨了气溶胶对云微物理和电过程的影响。本研究取得的一些结果如下:
　　1.利用新发展的高分辨率粒子谱1.5维分档云-气溶胶雷暴云起放电模式，对一次具有详细观测结果的典型雷暴个例进行数值模拟，很好地再现了雷暴云的演变，并追踪气溶胶粒子(CCN和IN)的演变。
　　2.利用新发展的高分辨率粒子谱1.5维分档云-气溶胶雷暴云起放电模式探讨气溶胶对雷暴云活动的影响，结果表明:增加的CCN浓度向雨滴转化效率降低。与CCN效应不同，增加的IN浓度增强雨滴的形成。CCN和IN可以通过作用微物理过程的发展而改变起电过程，增加CCN浓度，减弱起电过程，相反，IN浓度的增加，增强起电过程;大冰粒子在闪电活动中也扮演重要角色，大尺度的冰粒子急剧减少(增加)是导致闪电频率的下降(提高)最主要原因。
　　3.考虑到1.5维模式的维度限制，首次建立了一个以WRF4.0动力框架为基础的三维高分辨率分档云-气溶胶雷暴云起、放电中尺度数值模式，并改进了分档微物理方案中气溶胶粒子活化过程，使气溶胶粒子活化后相应档位的气溶胶不再被清空。此外，利用首次建立的三维模式进行WRF(REAL)实际和WRF(LES)大涡个例的模拟验证，并和WRF模式中广泛应用的SBM分档微物理方案的实际个例模拟结果进行了对比，证明新耦合的分档微物理方案可以为雷暴云起放电过程提供合理的微物理背景场。
　　4.利用新建三维模式，研究了气溶胶对雷暴云微物理过程的影响，在高IN浓度背景下的敏感性试验表明，与低CCN浓度雷暴云相比较，高CCN浓度雷暴云中，抑制大液滴的形成;冰晶数浓度增加，但冰晶谱变窄;霰粒子数浓度急剧减少，但霰粒子比质量的增加，霰粒子谱向大粒子拓宽;冻滴数减少，但其比质量增大，冻滴尺度拓宽。同时，通过比较不同IN浓度背景下，CCN浓度改变对雷暴云影响的分析，说明:不同CCN浓度背景下的雷暴云，液相过程受IN浓度的影响不大，但对冰相过程的影响存在明显差异。
　　在三维模式中探讨了气溶胶如何通过改变雷暴云微物理过程发展而影响起放电过程。在不同CCN背景下的雷暴云中，闪电放电过程均起到对电荷的中和效果。与低浓度CCN背景下的雷暴云相比较，在高浓度CCN背景下的雷暴云中的霰粒子数急剧地减小，造成电荷密度减小，闪电放电次数减小。