热带气旋灾害是世界上最严重的自然灾害之一，在广阔的海洋上，热带气旋是如何生成，又是如何发展的，这成为了许多气象科学工作者关心和感兴趣的问题。近年来相比路径预报，热带气旋发展强度的预报却没有明显的提高。由于影响热带气旋强度变化的因子很多，包括本身内部结构的变化、环境气流和下垫面状况等，导致热带气旋发生发展的研究进展缓慢。本文利用理论分析和数值试验、数值模拟相结合的方法，对切变风螺旋度与热带气旋发生发展的关系，冷空气对热带气旋发生发展的影响和热带气旋里的内部结构对其发展的影响的几个问题进行了研究，得出了一些新的结果，主要的研究内容和结论如下： 伍荣生等(2004．)从广义涡度的概念出发，定义一个新的物理量，切变风螺旋度(SWH)。本文再给出其详细的推导，证明它等价于涡度方程里的散度项和扭转项。因此得出，切变风螺旋度与天气系统的涡度变化直接相关。热成风螺旋度(TWH)，作为切变风螺旋度的一部分，体现了大尺度环境下切变风螺旋度的热力性质。从两者的定义和动力性质我们发现，热成风螺旋度把温度场和垂直风场联系在一起，而切变风螺旋度与涡度的演变直接相关。因此，我们推断这两个量对于诊断天气系统来说是有效的诊断量。本文里，我们按柱坐标的形式把这两个量应用到Andrew飓风的研究中。通过研究发现，热成风螺旋度和切变风螺旋度很好的描述了Andrew眼壁里强烈抬升和凝结释放过程。为了方便实际应用，我们对整层切变风螺旋度和涡度演变采取积分方案，证明了它在诊断天气发展演变过程中的有效性。最后通过多个不同发展阶段的热带气旋实例研究，证明了SWH在天气发展演变过程中的可推广性，但由于它本身定义的局限，SWH不能应用于登陆热带气旋的研究。 本文从梯度风方程出发，证明温度梯度增强对涡度起到增强作用。因此当冷空气侵入热带气旋外围时，只要没有破坏热带气旋的暖心结构，就会引起温度梯度的增长，从而促进热带气旋的发生发展。通过研究冷暖空气对热带气旋发展影响的试验发现，冷暖空气在入侵热带气旋外围时，最主要改变的是外围的环流场。北半球冷空气的入侵将会增强热带气旋北面的北风，形成指向热带气旋中心的推 力，即辐合增强，暖空气入侵减弱北面的北风，形成背向热带气旋中心的拉力，即辐合减弱。由于拉力作用，一方面把边界上由于冷空气入侵而生成的能量往热带气旋中心输送，另一方面导致温度梯度的增加。因此从天气学形势来看，在热带气旋发生发展的过程中，北方的冷高压，将会增强热带气旋北面的风速，从而导致热带气旋的增强；南半球澳高的增强，将使越赤道气流增强，热带气旋南面的风速也因此增强，从而引起热带气旋的增强。 通过研究热带气旋里的水平涡管分布，我们发现热带气旋里云雨的螺旋结构并非都旋转上升的形状。当上下切向风差别很大时，云带结构与热带气旋的径向方向相平行；当热带气旋辐合增强时，云带结构与切向风相平行。水平涡管在垂直风速的作用下，把能量逐渐由低层传递到高层。