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登陆热带气旋强降水形成机理的研究已经取得了较多进展，但距离实际需求仍存在很大差距，进一步深入研究热带气旋登陆期间降水过程具有重要的理论和现实意义。本论文以“威马逊”(1409)为典型个例，利用FLEXPART(the Flexible Particle Model)模式及相关的水汽源区贡献定量分析方法，以及高分辨率数值模拟，研究了“威马逊”登陆期间强降水的水汽来源及源区定量贡献，强降水的宏、微观物理过程以及海陆下垫面的相对贡献，不同强度降水的云微物理特征和转化过程，以及表面蒸发对“威马逊”强降水的影响机制，以期提高对登陆热带气旋强降水形成机理的理论认识水平。
首先，利用拉格朗日轨迹追踪模式FLEXPART和水汽源区定量贡献分析方法，研究了超强台风“威马逊”登陆期间强降水的水汽来源和源区定量贡献。研究发现，大量目标气块源自目标降水区西南侧和东侧。西南侧气块可追溯到阿拉伯海和孟加拉湾等地区，且大部分气块来自相对较低层大气，高度在输送途中变化不大。来自东侧的气块可追溯到西太平洋海域，气块初始位置相对较高，在输送途中逐渐降低。源区定量贡献分析显示:南海区域(C)贡献最大，目标降水区域(T)局地贡献次之，孟加拉湾(B)和西太平洋南部区域(D)贡献相当且均低于区域T;区域C和T对“威马逊”登陆期间降水贡献较大源于其较高的源区水汽摄取率（尤其是区域C）和较低的沿途损耗率（尤其是区域T）;区域B源地水汽摄取量高于区域D，但从前者摄取的水汽到达目标降水区域而未被释放的比例明显高于后者，同时，两者沿途损耗率相当，造成两者对目标降水区域的最终贡献也相当;尽管阿拉伯海区域(A)水汽摄取亦较明显，但由于沿途的显著消耗，导致其对目标降水区域的最终贡献显著降低。
其次，利用高分辨率数值模拟（WRF模式），结合三维降水诊断方程和降水效率定义，针对超强台风“威马逊”登陆期间强降水物理过程进行模拟诊断研究。结果表明，“威马逊”主体环流区域内一直维持很强的平均降水强度(PS)，陆地和海洋PS的相对贡献基本呈反向变化。登陆期间陆面摩擦辐合增强，有利于水汽更多地向陆地区域辐合（正值水汽通量辐散/辐合率QWVA），造成登陆前短时段内陆地上空局地大气增湿（水汽局地变化率的负值QWVL，为负值），借助云微物理过程快速转化为液相和固相云水凝物（液相和固相云水凝物局地变率的负值QCLL和QCIL，为负值），促使陆地上空降水云系快速发展和降水强度增强，而当环流中心位于北部湾洋面时，海洋QWVA的相对贡献显著增强。登陆期间下垫面的变化导致水汽相关物理过程明显变化，进而造成降水云系和强降水中心的显著变化。与陆地相比，海洋QWVE（表面蒸发率）的作用更强，变化更明显。当环流中心位于北部湾洋面（三次登陆时期）时水凝物含量以增加（减少）为主。“威马逊”主体环流区域内一直维持高降水效率，从主体环流圈接触陆地开始，陆地降水效率迅速升高，而海洋降水效率在绝大多数积分时段内维持较高数值，只在第二和第三次登陆后有所降低。
接着，从云微物理角度出发，研究了“威马逊”登陆期间不同强度降水的云微物理特征以及转化过程的差异。研究发现，5-20mm和20-50mm降水档格点小时降水量总和占比较大，多数时段均在40％左右浮动，但在“威马逊”登陆前夕，极强降水（50-mm降水档）显著增强（接近80mm h-1），同期该档较强上升运动（平均达2ms-1以上）垂直伸展范围显著收缩至对流层中下层（极值中心位于5km高度附近）。随着降水强度增强，各类水物质垂直分布高度范围大体相似，但混合比均有增加，尤其是霰粒子和雨滴;与之对应，各档对流层内不同高度的垂直上升运动量值均明显增大，但峰值高度逐渐降低;所有主要云微物理过程绝对转化率均呈现不同程度的增加趋势，其中，CND、PRACW和DGACW的非线性增加最为显著，但PGMLT从20-50mm档到50-mm档的增长趋势趋缓。从各云微物理过程绝对转化率与总水汽损失率的比值（相对贡献）来看，CND、PRACW和DGACW随着降水增强，其比值亦逐渐增大（尤其是前两者），但PGMLT、DEP、PREVP、PSACI和PSSUB的比值却逐渐减小，这与上文提到的各降水档垂直速度分布特征有一定联系。
最后，对比探讨不同区域、不同降水强度下，表面蒸发的演变特征和作用。在R1（热带气旋主体环流区域）区域，降水强度越强，格点平均蒸发作用越大，但由于各降水档格点数的显著差异，最弱降水档（0-5mm）对区域整体蒸发相对贡献最大，而最强降水档（50-mm）贡献最小。R2区域的表面蒸发基本上均来自于0-5mm降水档的降水格点（相对贡献比值达90-100％）。总体上看，R1区域水汽辐合作用最为显著，R3区域表面蒸发作用最为明显，这在一定程度上说明，远离热带气旋主体环流区域的表面蒸发可能通过向主体环流区域内的显著辐合，对热带气旋强降水起到十分重要的支撑作用。
首先，利用拉格朗日轨迹追踪模式FLEXPART和水汽源区定量贡献分析方法，研究了超强台风“威马逊”登陆期间强降水的水汽来源和源区定量贡献。研究发现，大量目标气块源自目标降水区西南侧和东侧。西南侧气块可追溯到阿拉伯海和孟加拉湾等地区，且大部分气块来自相对较低层大气，高度在输送途中变化不大。来自东侧的气块可追溯到西太平洋海域，气块初始位置相对较高，在输送途中逐渐降低。源区定量贡献分析显示:南海区域(C)贡献最大，目标降水区域(T)局地贡献次之，孟加拉湾(B)和西太平洋南部区域(D)贡献相当且均低于区域T;区域C和T对“威马逊”登陆期间降水贡献较大源于其较高的源区水汽摄取率（尤其是区域C）和较低的沿途损耗率（尤其是区域T）;区域B源地水汽摄取量高于区域D，但从前者摄取的水汽到达目标降水区域而未被释放的比例明显高于后者，同时，两者沿途损耗率相当，造成两者对目标降水区域的最终贡献也相当;尽管阿拉伯海区域(A)水汽摄取亦较明显，但由于沿途的显著消耗，导致其对目标降水区域的最终贡献显著降低。
其次，利用高分辨率数值模拟（WRF模式），结合三维降水诊断方程和降水效率定义，针对超强台风“威马逊”登陆期间强降水物理过程进行模拟诊断研究。结果表明，“威马逊”主体环流区域内一直维持很强的平均降水强度(PS)，陆地和海洋PS的相对贡献基本呈反向变化。登陆期间陆面摩擦辐合增强，有利于水汽更多地向陆地区域辐合（正值水汽通量辐散/辐合率QWVA），造成登陆前短时段内陆地上空局地大气增湿（水汽局地变化率的负值QWVL，为负值），借助云微物理过程快速转化为液相和固相云水凝物（液相和固相云水凝物局地变率的负值QCLL和QCIL，为负值），促使陆地上空降水云系快速发展和降水强度增强，而当环流中心位于北部湾洋面时，海洋QWVA的相对贡献显著增强。登陆期间下垫面的变化导致水汽相关物理过程明显变化，进而造成降水云系和强降水中心的显著变化。与陆地相比，海洋QWVE（表面蒸发率）的作用更强，变化更明显。当环流中心位于北部湾洋面（三次登陆时期）时水凝物含量以增加（减少）为主。“威马逊”主体环流区域内一直维持高降水效率，从主体环流圈接触陆地开始，陆地降水效率迅速升高，而海洋降水效率在绝大多数积分时段内维持较高数值，只在第二和第三次登陆后有所降低。
接着，从云微物理角度出发，研究了“威马逊”登陆期间不同强度降水的云微物理特征以及转化过程的差异。研究发现，5-20mm和20-50mm降水档格点小时降水量总和占比较大，多数时段均在40％左右浮动，但在“威马逊”登陆前夕，极强降水（50-mm降水档）显著增强（接近80mm h-1），同期该档较强上升运动（平均达2ms-1以上）垂直伸展范围显著收缩至对流层中下层（极值中心位于5km高度附近）。随着降水强度增强，各类水物质垂直分布高度范围大体相似，但混合比均有增加，尤其是霰粒子和雨滴;与之对应，各档对流层内不同高度的垂直上升运动量值均明显增大，但峰值高度逐渐降低;所有主要云微物理过程绝对转化率均呈现不同程度的增加趋势，其中，CND、PRACW和DGACW的非线性增加最为显著，但PGMLT从20-50mm档到50-mm档的增长趋势趋缓。从各云微物理过程绝对转化率与总水汽损失率的比值（相对贡献）来看，CND、PRACW和DGACW随着降水增强，其比值亦逐渐增大（尤其是前两者），但PGMLT、DEP、PREVP、PSACI和PSSUB的比值却逐渐减小，这与上文提到的各降水档垂直速度分布特征有一定联系。
最后，对比探讨不同区域、不同降水强度下，表面蒸发的演变特征和作用。在R1（热带气旋主体环流区域）区域，降水强度越强，格点平均蒸发作用越大，但由于各降水档格点数的显著差异，最弱降水档（0-5mm）对区域整体蒸发相对贡献最大，而最强降水档（50-mm）贡献最小。R2区域的表面蒸发基本上均来自于0-5mm降水档的降水格点（相对贡献比值达90-100％）。总体上看，R1区域水汽辐合作用最为显著，R3区域表面蒸发作用最为明显，这在一定程度上说明，远离热带气旋主体环流区域的表面蒸发可能通过向主体环流区域内的显著辐合，对热带气旋强降水起到十分重要的支撑作用。