气溶胶作为大气中重要的微量成分，对全球及区域气候有着重要的影响(被称为气溶胶的气候效应)。近几十年来，随着全球经济飞速发展以及人类活动的明显加剧，气溶胶的气候效应，特别是气溶胶的间接效应由于其复杂性使气溶胶-云-降水相互作用已成为气候模拟和预测中最大的不确定性因素，越来越受到人们的关注。本文利用积分的平均值理论，解析得到较为简单的云滴尺度谱gamma分布函数的云水自动转化过程参数化方案；进而在可分辨云模式WRF(Weather Research and Forecasting Model)中实现耦合，并进行了云滴谱离散度的敏感性研究以及气溶胶-云-降水相互作用的数值模拟研究。本论文的主要结论如下：　　 1.基于云滴谱离散度ε与云滴数浓度Nc之间关系的回顾，指出存在不同的ε-Nc的正反关系式。同时，利用延安一次层状降水云的飞机观测资料，也得到了ε-Ne的关系式ε=0.579-7.42×10-4 Nc+4.2×10-7 Nc2，该关系式具有ε-Nc反关系式的特性。另外，我们从第一性原理出发，利用积分平均值理论，解析得到云滴尺度谱gamma分布的自动转化率理论表达式。该表达式包括云滴数浓度自动转化率以及云水含量自动转化率的双参数描述。在此基础上，给出了较简单地考虑云滴谱离散度的云水自动转化过程参数化方案，为在数值模式中直接耦合提供了便利条件。　　 2.通过云滴谱离散度的敏感性试验(ε=0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8，0.9，1.0)，研究了不同气溶胶背景下云滴谱离散度对云和降水的影响。试验结果表明，云滴谱离散度对云微物理量有着重要的影响，包括暖云及冰云微物理量。另外，云滴谱离散度对地表累积降水也有着明显的改变。在清洁背景下，地表累积降水随着云滴谱离散度的增加而减少；而对于污染背景下，云滴谱离散度的增加则会带来降水增加；对于半污染背景下，降水对云滴谱离散度的响应则是非线性的，存在先增加后减少的变化趋势。因此，我们的结果表明，在研究气溶胶-云-降水相互作用过程中，考虑云滴谱离散度的影响，将可能会带来全新的结果。　　 3.通过在数值模式中耦合不同类型云滴谱离散度ε与云滴数浓度Nc关系式(包括ε-Nc正关系式和反关系式)，研究了中尺度对流系统中气溶胶对云微物理量以及地表降水的影响。数值试验的结果表明，气溶胶对地表累积降水影响依赖于ε-Nc关系式。当ε-Nc为正关系式时，由于高污染背景下大粒径雨滴的存在，使得降水量随着气溶胶的增加而增加；而对于ε-Nc为反关系式时，累积降水量随着气溶胶的增加而减少。在污染背景下，比较小的云滴谱离散度抑制云水自动转化过程，减少雨水含量，最终导致地表累积降水的减少。因此，ε-Nc的精确表达式有助于进一步加深对气溶胶-云-降水相互作用过程的理解。　　 4.云水自动转化过程是连接气溶胶、云和降水的重要桥梁，它通过改变气溶胶对云微物理量的影响，进而改变地表降水的时空分布，以及地表累积降水量。在本章中，利用不同的云水自动转化过程参数化方案(Kessler方案，KK方案，以及Dispersion方案)针对中尺度对流系统，研究气溶胶对云和降水的影响。数值模拟结果显示，气溶胶引起地表累积降水的变化高度依赖于云水自动转化过程参数化方案。对于Kessler方案，地表累积降水随着气溶胶的增加有微弱增加。对于KK方案，地表累积降水随着气溶胶的增加而明显减少。而对于考虑云滴谱离散度的云水自动转化过程参数化的Dispersion方案，随着气溶胶的增加，地表累积降水呈现先增加后减少的非线性变化趋势。