北京及其周边地区西邻燕山山脉，东南部面向渤海，南部则为华北平原，自古是中国经济文化人口的中心。随着中国经济的发展，国力增强，北京地区已经成为中国的经济重要增长极之一。在夏季，常有雷暴向山下传播，由于北京地区独特的下垫面条件和大城市的热岛、冷岛特征，对雷暴的路径预报一直是实际业务工作中的难点和重点。本文先从典型个例出发，针对2009年的两个雷暴下山和不下山的个例，利用三维数值云模式和雷达资料四维变分(4DVar)同化技术，对京津冀地区多部新一代多普勒天气雷达观测资料进行快速更新同化和云尺度模拟，初步分析了弱天气系统强迫下这两次发生在北京地区的对流风暴的低层动力和热力影响机制。结果表明，局地冷池和环境风场的相互配合是造成山上对流风暴顺利传播下山的关键机制。冷池位置的不同，导致东南入流、暖舌等热、动力分布不同，最终导致不同的降水分布以及决定雷暴能否下山。在这些工作的基础上，初步得出了与对流风暴传播下山发展演变密切相关的低层热、动力配置概念模型。　　为获得更具普适性的结果，本文在典型个例研究的基础上，选取了2008-2013年暖季18个系统性（带状）雷暴传播下山的个例和15个非系统性（团状）雷暴传播下山的个例以及8个雷暴下山消散的个例，利用6部雷达的组合反射率拼图资料和云尺度再分析资料得到了雷暴传播的系统性特征。雷达资料表明，系统性降水和非系统性降水均会在特定点增强，但是分布的位置不同。为了研究雷暴加强或消亡的热、动力特征，利用四维变分的云尺度模式(VDRAS)分析了这些个例中的对流有效位能、对流抑制能量、水平风垂直切变和底层风场。通过对比系统性雷暴下山、非系统性雷暴下山、雷暴下山消亡和暖季平均雷暴条件，发现冷池和环境风场的配合是雷暴能否下山的关键。在系统性雷暴下山个例中，冷池之间的相互挤压是山区出现较强系统降水的原因，而在平原地区冷池位置、出流和水平风场的配合是雷暴在天津地区再次增强的关键。在非系统性雷暴增强个例中，暖舌和山区冷池出流的配合使得降水主要集中在北京城区，并且由于随后的不利的出流和环境风场条件造成雷暴仅能存在于北京。　　最后，基于对雷暴系统的研究，开发了一种基于云尺度模式的四维变分同化闪电资料的新方法，即将闪电频数转化为最大垂直速度，随后通过观测或由多年的VDRAS再分析资料得到归一化垂直速度廓线，将最大垂直速度乘以归一化垂直速度廓线，得到垂直运动廓线，利用四维变分同化技术同化垂直运动廓线，实现四维变分同化。通过对比仅同化雷达资料的控制实验和同化雷达以及闪电资料实验的分析场，发现闪电资料同化增强了中层垂直速度，在整个反演区域带来较强的垂直运动，雷暴主体的上升运动增强，水汽含量增加也带来了更多的潜热释放，冷池强度增大。这些调整有助于维持对流风暴的生命，也可以促发新对流等产生。2h预报结果表明，同化垂直速度廓线可以更加精确的再现雷暴的三维结构和传播路径以及更为合理三维热、动力预报场。特别是通过同化闪电资料后，模式预报孤立回波和弱回波的能力明显提升。通过进一步对比三种垂直运动廓线的同化结果，发现基于积云廓线的闪电资料同化方案的预报效果最好。