长江三角洲城市群人口密集、经济发达,自90年代中期以来城市扩张迅速,众多城市沿长江和杭州湾呈“Z”字形分布。对下垫面的改造等过程使得城市地区地表渗水能力减弱,短时间内发生的极端小时降水往往可以引起城市内涝等自然灾害,造成严重的社会经济损失。关于极端小时降水与城市化的关系研究,不仅可以加深对城市地区产生极端降水的对流发生发展的认识,还有助于提高精细化气象服务水平,提升气象防灾减灾能力。鉴于目前关于长江三角洲地区具有统计意义的夏季极端小时降水特征的研究不足,而且缺乏将长江三角洲城市群视为一个整体研究其对当地极端小时降水影响的机制认识,本论文从以下三个方面开展研究,探讨回答“长江三角洲城市化过程与当地夏季极端小时降水是否存在物理关联?城市热岛强度与极端小时降水分布之间是何种联系?长江三角洲城市群对当地极端小时降水的机制是什么?”的科学问题。首先,基于1975-2018年夏季的地面逐小时降水等观测资料,本论文分析了长江三角洲极端小时降水（以第90百分位为阈值）的气候态及其变化。研究发现与缓慢城市化阶段（1975-1996年）相比,长江三角洲在快速城市化阶段（1997-2018年）的极端小时降水频次和雨量明显增多。台风和非台风造成的极端小时降水频次和雨量都呈现增长趋势,且统计显著增长的站点主要集中在城市群关键区内。城市站平均的极端小时降水频次、雨量及强度的增长趋势都显著超过乡村站平均趋势,与更大的城市增温趋势相对应,并且,城市站极端降水量随温度升高的增长率均值也显著超过乡村站。本论文基于长时间序列观测资料的分析结果表明,长江三角洲极端小时降水变化很可能受到了城市化的影响,尤其是在城市群关键区内,其与当地的城市化过程之间存在物理关联。其次,利用加密自动站逐小时降水和雷达拼图资料,本论文挑选了2011-2018年夏季113起局地发生的非台风型极端降水事件(时空连续的至少发生一个站次的降水记录≥23.7 mm h-1)。采用城市群关键区内、外的气象站平均地面气温之差衡量城市热岛强度,对比分析城市热岛强度较强和较弱的背景下长江三角洲地区大气热力条件和极端降水分布差异。本论文发现在强城市热岛事件中,上海─苏锡常城市带对应高温区和正的降水异常中心,而在弱热岛事件中,高温中心和降水正异常中心主要位于杭州以西的山区,城市带地区为孤立的高温中心和零散的降水正异常中心。本论文关于不同强度城市热岛环境下热力条件和降水分布的显著差异进一步支持城市化可能对极端小时降水增多具有正贡献的观点,即强城市热岛可以导致更多极端小时降水发生在城市群关键区,尤其是上海─苏锡常城市带。其三,本论文针对2018年7月26日发生在上海─苏锡常城市带及其下风方城市南通地区的一次短时极端降水过程,进行1 km网格距的数值模拟及改变下垫面属性等一系列敏感性试验,深入探讨城市群影响极端小时降水的物理机制。研究发现城市通过形成热岛效应加强其上空的上升运动,从而在城市地区触发对流;而苏锡常城市带的热岛效应还通过向下风方传播,在太湖湖风、长江江风及下游小城镇的共同作用下造成下游地区对流的触发。同时,上海地区的对流在消亡过程中产生冷出流,在出流边界诱发新生对流,二者共同影响南通的强降水过程。关于城市热岛促进对流触发、加强降水强度的模拟研究结果,与本论文前述大样本事件合成分析和基于几十年观测资料的趋势分析所得的结论一致。本论文基于观测的研究结果表明长江三角洲地区的快速城市化已经在一定程度上改变了当地的极端降水分布格局,并且,模拟研究显示长江三角洲地区的城市下垫面不仅可以通过城市热岛效应促进城市上空的对流触发,并且,在海风、湖风、江风等因素的共同影响下,该地区众多城市通过城市热岛传播、冷出流作用等途径,导致对流在城市下风方陆续触发和发展,揭示了上游城市群对下游城市强降水的显著影响及其机制。