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降水是大气科学领域长期关注的核心问题之一。受地形特征、海陆分布、太阳辐射以及大气环流等众多因素影响，降水性质复杂多变。降水事件是降水的载体，不同性质的降水事件对应着不同的时空特征以及演变过程。华北中部具有复杂的降水时空演变过程与多变的环流形势，是开展相关研究的理想平台。在人口密集、经济发达的华北中部地区，突发性强、灾害性大的强降水事件对社会经济发展、人民生命和财产安全具有不可忽视的影响。开展当地降水事件时空演变过程及其环流结构的综合研究，既有利于增进对降水性质与降水形成机制的理解，也可为提高灾害预警能力、减轻社会经济损失做出贡献。本文在系统分析华北中部降水事件基本特征的基础上，利用多台站数据定义的区域降水事件分析方法，综合考察了降水事件的时空演变过程。围绕强降水事件，进一步开展了包括对流层高层气温特征在内的前期立体环流结构研究，并对立体环流结构进行分型，重点研究了不同高层气温异常主导的立体环流结构与具有不同时空演变过程的强降水事件的联系。在此基础上，关注对华北中部具有灾害性影响且较难预报的山区强降水下传现象，结合环流结构分析与数值模拟试验，考察了高层气温异常主导的立体环流结构在山区降水下传中的作用。主要结论总结如下: 1.华北中部降水事件的时空特征与地形分布紧密相联。随着地形高度由西北山区至东南平原降低，降水事件平均持续时间延长、平均降水量增多。将降水事件按持续时间分类后发现，这种时空变化特征主要与地形高度降低过程中短时（持续性）降水占总降水频次比例降低（升高）有关。降水事件的开始、峰值以及结束时间均表现出自西北山区向东南平原滞后的特征，降水在西北山区多发生于午后，在东南平原开始于深夜，其中短时降水事件起主要贡献作用。季节内尺度分析表明，降水事件日变化的滞后现象主要出现在初夏，而在华北中部主雨季期间并不明显。对于降水日变化滞后的形成原因，可能与地形影响下低空风场的变化有关。风场日变化与降水事件的主要开始、峰值以及结束时刻相符，对应着降水日变化由西北向东南滞后。低空辐合区由山区（白天）移向平原（夜晚），有利于降水于午后发生在山区并进一步向平原下传，形成日变化上西北—东南向的滞后。 2.区域降水事件分析方法为综合考察降水事件的时空特征与演变过程提供了新途径。利用有限区域内多个台站观测降水数据，区域降水事件分析方法定义了区域降水事件RRE（由区域内多个台站中最大逐时降水强度识别的降水事件）与区域降水指数RRC（包含降水强度在各台站的分布均匀程度与降水覆盖范围）。以RRE为分析对象计算对应RRC，可综合反映不同降水事件的时空变化特征，有助于区分有限区域内的局地降水与区域性降水事件。将该方法用于北京地区台站观测的降水数据分析，揭示出了区域降水事件新的观测事实。整体而言，RRE的强度和持续时间随RRC增大而增加。RRC较小的降水事件，往往持续时间短且强度低，多表现为局地性降水，而RRC较大的降水事件往往持续时间长且强度高，多表现为区域性降水。从降水事件的演变过程上看，持续性强RRE的强度与RRC均出现不对称性特征，并且RRC达到峰值的时间晚于降水强度，有效反映了对流系统达到峰值强度后延展为较大范围层云降水的时空演变过程。该方法在一定程度上弥补了单一测站分析因基于固定地点，不易完整捕捉具有较大时空变化尺度降水系统的不足，有利于反映降水从初始、鼎盛至衰亡的整个时空演变过程。 3.华北中部平原强降水发生前主要表现为由对流层高层暖异常主导的立体环流结构。最强暖中心位于华北上空300 hPa附近。静力平衡与地转平衡使得暖异常上层呈反气旋性异常、下层呈气旋性异常。高层反气旋性异常促使200hPa西风急流在暖中心北部增强、南部减弱，造成高空急流偏北。低层气旋性异常的东南侧为南风异常，使得对流层低层西南气流增强。在高空急流右前方和低空西南气流左前方形成了高空辐散和低层暖湿空气辐合，对应强上升运动与深厚湿异常覆盖华北中部地区，为强降水的生成创造了有利条件。同时，对流层高层暖异常与立体环流结构的紧密联系在统计相关分析中得到了进一步验证。通过分析环流演变过程发现，由对流层高层暖异常主导的立体环流结构是强降水的起因而并非反馈结果，整个暖异常环流结构可追溯至强降水发生的几天之前。在CAM5模式中仅加入高层暖异常信号后，激发的立体环流结构与再分析资料结果高度一致。 4.除高层暖异常主导的环流结构外，华北中部平原强降水发生前还存在着由高层冷异常主导的立体环流结构。最强冷中心位于华北上游300 hPa附近。与高层冷异常相对应，华北上游高层出现强位势负异常中心，伴随着位势负异常的下伸，华北上游出现冷低槽。同时，在冷异常影响下华北中部地区附近形成高层冷异常、低层暖异常结构并伴有中高层干侵入，对应当地出现强不稳定特征与高CAPE能量，冷异常环流由此引发峰值出现在傍晚—午夜前的局地短时强降水事件。而与冷异常环流的降水形成机制不同，暖异常环流中，高层辐散与低层大范围暖湿空气辐合提供了适宜强降水生成的典型动力背景与水汽条件，引发峰值出现在午夜—清晨的区域性长持续强降水事件。由环流结构确定降水特征（正向），以及由降水事件合成环流结构（反向）两个独立的逆向分析过程均表明，对流层高层冷、暖异常环流分别是引发华北中部傍晚前后局地短时强降水与后半夜区域性长持续强降水的典型环流结构。 5.不同高层气温异常主导下的环流结构差异是影响华北中部山区降水能否下传的关键因素。华北中部西北山区出现降水后，降水既可局限于当地形成持续性山区强降水，也可进一步下传影响平原地区，形成山区（午后）—平原（夜间）强降水过程。当华北（华北下游偏南地区）存在由高层延续至低层的暖（冷）异常时，当地整层由反气旋（气旋）异常控制，华北下游气旋北部与华北反气旋底部形成一致的偏东气流，使得对流系统难以向下游移动，对应强上升运动、湿区、强辐合区与不稳定区整日维持在西北山区，形成山区持续性强降水。而当110°E以西（东）出现由高层延续至低层的冷（暖）异常，华北上（下）游对应整层位势负（正）异常，形成“冷低槽暖高脊”结构。随着冷低槽东移发展，白天位于山区的槽前上升气流与低层湿舌于夜晚移至平原并增强，伴随低层冷暖空气交界带、强辐合区与强不稳定中心由山区移向平原，促使山区降水向平原下传。通过WRF模式试验进一步研究表明，高层温度异常在山区降水下传中具有主导作用。不同形势的高层温度场可使环流结构发生转变进而影响降水发展过程。在山区—平原型降水的高层温度场强迫下，原局地山区型降水的环流结构与降水特征可出现向山区—平原型降水的转化，反之亦然。