本文在分析GRAPES全球模式云微物理相关预报量与ERA5、Cloud Sat等资料差异的基础上,诊断评估GRAPES全球模式云方案预报性能,研究模式预报云宏观、微观物理量,云量以及辐射和降水等物理量时的不足之处,并在此基础上,对原云方案进行优化改进。文章优化了GRAPES全球模式云方案中格点云量计算过程,调整大尺度宏观云方案中次网格对流凝结率的描述,以减小相关计算误差,同时将云量的影响,考虑进所有微物理过程中,使云方案对云量处理前后一致,此外,还增加了雨滴蒸发的发生限制条件,以改进模式降水预报。文章结合个例试验和批量试验结果,诊断评估云方案,并验证云方案改进效果,得到以下结论:(1)当前GRAPES全球模式在云相关物理量预报上存在以下不足:热带水凝物含水量预报量较低,中高纬冰水含量预报过高;云量预报量较低,特别是低纬地区高云预报;降水量预报稍少,大尺度降水在低纬地区预报量较少现象最明显,热带对流降水量也较小,且降水区少于ERA5;对外长波辐射量也少于ERA5。(2)研究分析GRAPES全球模式云方案,同时结合国内外全球模式云方案以及诊断评估结果,改进云方案后,模式热带云量,水凝物含水量以及降水预报均有改善,特别是降水预报效果改进明显,具体改进效果表现为:热带水凝物含水量预报值增加,预报范围扩大;云量预报量增加,特别是低纬地区云量,与同期ERA5云量预报更接近;热带地区对流降水和大尺度降水均有增加,大尺度降水占比过小问题有所缓解。(3)本文分析了GRAPES全球模式预报的温度和水凝物含量的倾向项,根据其垂直分布特征,得出倾向项的预报,符合对流增温减湿的物理规律,可较好反映水汽和液水/冰水之间的相态转化关系以及水凝物相变对温度的影响。