地形特征可以在频谱空间中得到准确的表达，地形谱能够定量反映地形对大气的动力强迫作用。引进一维加权平均的谱分析方法来研究四川地区地形和降水的分布特征。结果表明，纬向方向上的地形最强峰和冬季降水最强峰呈现典型的共振偶合模态，而纬向地形与春夏秋季降水以及经向方向上四个季节降水与地形的关系则表现为漂移模态。模态间的变动很可能与经纬方向上的环流变化有关。纬向方向上地形谱最强峰比经向上的大一个数量级，说明地形对其上大气的动力强迫作用，在纬向方向上要明显强于经向方向上。经纬方向上的地形特征尺度分别为296.8 km和475.8 km，说明影响东西向移动天气系统的地形以大一些的尺度(475.8 km)为主，而影响南北向移动天气系统的地形则以较小的尺度(296.8 km)为主。同时经纬方向上的地形特征尺度大小反映了地形强迫的中尺度特性。另外，夏季的降水谱能在数值上比冬季的降水谱能大两个数量级，比春秋季的降水谱能大一个数量级，夏季降水系统的特征尺度比冬季的小约150 km，说明夏季在纬向地形强迫下，降水系统尺度减小的同时，其强度反而大大增加，这解释了该地区中尺度对流性降水在夏季远大于其他季节的原因，同时也强调了该地区夏季地形对大气的动力强迫的重要性。利用最小二乘法并用幂指数关系S=aλb来拟合地形谱能和波长之间的关系，可以得到在对数坐标下地形谱和波长满足线性关系，从而认为地形扰动具有分形学特征，其具有自相似性和特征尺度的串级性等特点。另外，纬向地形剖面的分数维D=1.59，与Sierpinski三角形的分数维基本一致。　　地形谱和中尺度模拟中的网格大小的选择密切相关。地形谱提供了地形高度变化的主要波长范围，从而有利于指定最佳的水平格距用于解决主要的地形扰动。用幂指数关系拟合地形高度变化谱与波长后，得到的谱斜率（指数b）可用于中尺度模式格点大小的选择。对于固定的研究区域，地形分辨率的变化对地形谱能以及网格大小选择都具有一定的影响。选取两种不同的地形分辨率（30和90 m，分别记为R1和R2）对川西某一泥石流频发的区域进行了地形谱能以及网格大小的研究，结果表明无论是经纬方向还是沿30.72°N剖面方向，R1和R2的地形谱能分布几乎重合，这主要是因为地形分辨率的变化不改变实际的主要地形特征。而且，从统计观点来看，对于某一固定的研究区域，地形分辨率的变化基本上不改变各波动上的方差（谱能）。当然，R1和R2之间的谱能偏差也是客观存在的，这主要与R2的绝大多数的格点数目散落在短波长带内(λ＜1.59 km)有关。同时，分辨率的提高导致各波长上的格点数目明显增多，这样在计算方差时必然造成结果的变化。R1和R2的拟合谱斜率存在一定的偏差，这主要与R2在短波长带内的谱能有关。一方面，R1和R2在短波长带内的谱能正偏差导致在整个波长带上R2的拟合斜率小于R1。另一方面，绝大多数R2的离散点散落在短波长带内，该区域内的地形谱能陡降趋势很明显，压倒性的散点数量优势使得在拟合R2的谱能时这些点起到主要的作用，从而使得R2的拟合斜率偏小。　　另外，能够从数学上证明格距Δx随着指数b的增加而变大，因而最小的格距由最小的拟合指数b决定。由于经向上的格点大小要小于纬向值，因此在中尺度模拟川西泥石流频发区时，用于解决绝大多数(90％)地形高度变化而不需要通过次网格地形参数化方案所需的格距上界值为R1的4.7 km以及R2的4.1km。对于同一区域长度来说，格距的增加使得该距离内的格点数目减少，从而使提高模式能解决的地形比例变为可能。故要解决95％的R2的地形高度变化，1.9 km的水平格距上界值是必需的。　　通过谱分析方法，我们得到在模拟川西泥石流频发区时用于解决中尺度模式中不同比例的R2的地形高度变化所需的各网格大小。由于次网格比例对最小格点大小的选择至关重要，其数值的变化会导致模式中水平分辨率的较大波动，这就需要对不同次网格比例下计算得到的网格大小进行敏感性分析，从中挑选出一个合适的次网格比例。用ARPS模式对一次川西暴雨过程进行不同次网格比例格距的敏感性分析后表明，水平格距4.1km和1.9km的数值模拟结果似乎在评估实况降水上表现得更好。随着水平格距的减小，模式能捕捉到更多实况降水位置以及强度上的分布特征。当水平格距接近于4.1 km或者更小时，模式能识别的降水空间分布特征变化不大，而在降水的强度上则略微偏强。使用水平格距4.1km和1.9 km的模拟结果能够产生更加细致的流场分布，能够指示出降水区附近的辐合辐散区及涡旋。两者绝大多数的流线分布较相似，只是一些局部由更小地形诱发的流场仅在1.9 km的水平格距下才被模拟出来。另外，随着水平格距的减小，四个不同水平分辨率模拟出的对流边界层内的垂直结构呈现出显著的差异，更精细的网格大小对应更高更强的垂直上升运动，更加细致的垂直结构以及更显著的越山下沉气流。