6-8月是华北地区的主汛期,受西风带和副热带高压共同影响,大陆性和海洋性季风气流在此交汇,境内既有离渤海较近的华北大平原,也有吕梁山、太行山、燕山等众多山脉,对流天气复杂多变,预报员难以把握。线状对流系统（quasi-linear convective systems,QLCSs）是汛期影响华北地区重要的强对流系统,其尺度大,致灾天气强,一直缺乏较完整的系统性统计研究,同时地形对华北QLCSs作用机理的研究成果也较少。为建立完整的华北地区QLCSs个例库,首先发展了一套线状对流系统客观识别方法。将计算机图形学骨架概念应用到气象学领域,发展了回波图像预处理、骨架修剪处理以及长宽比量化处理技术,该方法能自动识别出雷达回波拼图中符合气象学标准的QLCSs。结合2016年黄淮地区一次双QLCSs过程给出了基于骨架的QLCSs客观量化算法的具体技术流程,然后利用该方法对2016年6月安徽地区的QLCSs进行客观筛选,并进一步量化识别QLCSs的移动特征,结合灾害天气实况与主观识别进行对比评估,结果表明:结合气象学标准改造的骨架图像识别算法,较好保留了气象回波形状信息,在准确量化对流系统长短轴的基础上,实现线状对流系统的有效识别。利用雷达拼图资料,应用骨架图像识别算法建立2013-2018年华北地区QLCSs个例库（171例）,根据其时空分布特征的统计结果得到如下结论:华北QLCSs时空分布不均匀,除有明显的年及月变化外,其生消日变化特征也较显著,总体表现出易于午后生成,夜间减弱消亡的特征。空间分布上来看,高原发生较少,沿山及平原地区多有出现,太行山附近是其重要的高频生成区,说明热力条件的日变化及地形对于华北QLCSs的发生、发展有重要影响。针对暴雨和雷暴大风两类不同的对流天气,可筛选出雷暴大风为主的QLCSs和暴雨为主的QLCSs,统计发现两者活动规律各具特点,暴雨型QLCSs移速慢、夹角小,形成于夜间的山地或沿山附近,雷暴大风型QLCSs移速快、夹角大,下午时段在平原地区或沿山生成。按照气象灾害预警信号标准,进一步筛选出产生极端强雷暴大风和极端强降水两类致灾性QLCSs,给出这两类QLCSs的环流形势、环境条件、地形作用和关键中尺度系统地面冷池等的特征,分析结果如下:强雷暴大风型QLCSs的环境大气斜压性强,中层干和大的垂直减温率造成的BCAPE（best convective available potential energy）、DCAPE（downdraft convective available potential Energy）大值区是产生极端大风的重要环境条件,地面强冷池以及0-3 km风垂直切变对前向传播起到了重要作用。强降水型QLCSs产生的降水极端性较前一类型更为突出,天气尺度强迫相对较弱,水汽条件极其充沛,具有暖区降水性质,地面弱冷池或地形与低层南风气流相互作用维持的后向传播是其发展和慢速移动的主要机制,也是产生极端强降水的直接原因。由统计结果可知,地形在华北QLCSs形成中起到了重要作用,筛选两个代表性线状对流过程进行高分辨率数值模拟试验,探究QLCSs的线状结构的形成机理。2013年8月4日的线状结构形成过程中,大气环境偏干,上坡风导致的MAULs（moist absolutely unstable layers）是触发线状对流的重要原因:由于白天日照,山区升温快于盆地,形成上坡风,边界层风场沿山脉辐合明显,持续的垂直上升运动导致山脉低空水汽辐合,沿山脉走向形成了水汽饱和带,最终对流在MAULs区域触发,回波也表现出沿山脉走向的带状结构。2016年7月24日QLCSs过程的线状结构形成时,大气环境偏湿,而且线状回波的形成发展可分为两个阶段:第一阶段,喇叭口的南侧山区不断触发新对流,并在引导气流的作用下移入喇叭口的北侧平原地区,单体在对流主体后部合并发展,线状结构逐渐形成,敏感性试验发现去除南侧山体后,不再有带状雨带形成;第二阶段,对流发展到成熟阶段,地面冷池随之形成,暖湿的南风气流在线状回波的南侧与冷池的出流相互作用,触发出新的对流,后向传播维持了回波的线状形态。