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四川省地理位置特殊，地形十分复杂，气候多变，降水（尤其是暖季降水）丰沛，常诱发泥石流、滑坡、崩塌等次生地质灾害，因此，对当地降水统计特征及相关天气过程物理机制的深入研究有着重大意义。本论文从统计分析与典型个例机理研究相结合的角度，以“降水统计→环流分型→典型暴雨个例观测与模拟研究”为主线展开。首先，统计分析了四川小时降水的时空分布特征;接着，对盆地内暴雨相关的天气形势开展分型统计;最后，挑选典型个例，观测分析与高分辨率数值模拟相结合，深入研究揭示盆西典型暴雨形成过程及机理。 首先，四川地区小时降水分类统计分析表明:四川地区短时强降水现象普遍;年均暖季降水量空间分布与其小时降水频次分布显著不同，而不同强度的小时降水(小雨(＜5mm/h)，中雨(5-10 mm/h)，大雨(10-20 mm/h)，极端降水(≥20 mm/h)）降水量分布却与各自对应的小时降水频次分布相似;降水日变化峰值位相东传现象十分明显，且降水量峰值较频次峰值早几个小时;不同地形高度处和不同年均降水量中心附近的降水均存在明显日变化和峰值位相东传特征;四川地区夜雨现象明显，随着小时降水强度增大，夜雨比重亦增大，夜雨在极端降水中更明显;总降水和小雨级别降水中，夜雨强度普遍高于昼雨，但是对于中雨、大雨和极端降水分档而言，昼雨更强的站点数与夜雨更强的站点数相当。 然后，应用cost733class分析工具对与四川盆地降水分布特征密切相关的天气形势开展分型统计研究，利用可决系数(EV)、伪F统计量以及这两者演变出的综合参数F对采用九分型方法得到的多种分型结果评分，探讨表现较好的分型结果与暴雨的关系。最终，基于850 hPa位势高度，运用最合适的ckmeans-k-means with dissimilar seeds(CKM)分型方式将四川暖季天气分为9种类型。结果表明:暴雨日四川盆地的水汽输送通道有两条，即来自印度洋上的水汽经过南海由西南风输送到盆地，以及来自西太平洋的水汽由东南风输送到盆地。当副高偏弱时，只存在第一条水汽输送通道，反之，当副高偏强时，或者只有第二条水汽输送通道，或者两条均存在。此外，850 hPa盆地西部陡峭地形边缘有无气旋性环流是暴雨日与非暴雨日环流最大的差别。尽管对于不同天气类型而言，由气旋性环流扭转局地流场，进而输送暖湿气流进入盆地，遭遇陡峭地形，触发暴雨的过程有所差异，但总体来说均对盆地暴雨的发生起到关键作用。 接着，选取2010年8月四川盆地西部的一次暴雨过程为例，首先借助垂直动量方程，将扰动气压分离为动力和浮力分量，利用动力扰动气压梯度、浮力扰动气压梯度、以及浮力等几种强迫作用的不平衡，研究了此次暴雨过程中对流触发和传播过程机理，结果表明:此次降水过程中，尽管负扰动气压梯度部分抵消了强上升气流内的正浮力强迫，但由于正浮力强迫量级较大，对垂直速度变化仍起主导作用。同时，垂直运动及其倾向指向未来降水区。进一步，上述天气形势分型统计分析发现，暴雨日与非暴雨日环流的关键区别在于有无气旋性环流。利用涡度方程诊断表明，西南低涡生成前期，气流辐合辐散为其发生、发展提供了主要动力条件，在其对应的涡度大值中心附近产生强降水，低涡强盛后，降水强度反而减弱，而当由于相对涡度平流促使西南低涡衰减后，降水亦随之减弱消亡; 最后，2012年8月16日-18日，四川盆地西部地区发生了一次由两个连续降水过程组成的暴雨事件，两个过程间隔8小时。观测分析表明:两个降水过程均主要发生在夜间，强度大、局地性强、中尺度特征明显，均属对流性降水，且第一次过程强降水持续时间更长，第二次过程极端性性更强。副高和台风之间强盛暖湿气流，以及中纬度环流与盆地西部陡峭地形相互作用，为此次暴雨过程的发生提供了有利条件。局地对流云团频繁地发生发展，通过冷出流作用，在局地下垫面高温高湿条件配合下，触发局地对流，造成一次次强降水。两次暴雨过程发生发展机制明显不同。