热带气旋(Tropical Cyclone,下文简称TC)能造成大风、降水。研究影响其强度与结构的因素,对预报TC的强度和导致的灾害很有意义。TC会对受影响地区造成降水以及次生灾害,且TC中雨水蒸发引起的非绝热冷却也会作用于TC,影响其未来的强度以及雨带发展。另外,在TC不同半径范围内,雨水蒸发产生的作用存在差异。因此,本文主要研究了以下三个科学问题:(1)内核区雨水蒸发对TC强度以及内核结构的影响;(2)不同类型内雨带的结构特征与影响因素,以及雨水蒸发对它们的影响程度;(3)内核区低层冷池与雨水蒸发的关系,以及眼墙在其中扮演的角色。利用多组敏感性实验和控制实验作对比,分析各组之间TC强度、内核风场、内核降水及云的特征。雨水蒸发包括两方面作用:蒸发冷却与蒸发加湿。内核区局地水汽变化主要依靠水汽垂直平流与微物理过程。在眼墙外,中低层雨水蒸发会增加该区域的水汽含量。控制组和敏感性实验对比表明,内核区的蒸发冷却会减弱TC强度,而蒸发加湿则是增强效应,两者对TC强度的影响几乎抵消。但是TC内核水平环流与次级环流在无内核雨水蒸发实验中却偏弱,其原因有二:无蒸发冷却作用,眼墙外的下沉运动减弱;无蒸发加湿,TC环流中的水汽混合比减小,导致眼墙内释放的凝结潜热减少,垂直上升与切向气流速度减小。同时,无内核雨水蒸发实验中下垫面水汽通量增加。这表明蒸发加湿会补充TC中的水汽,减少对下垫面水汽补偿的依赖。此外,无内核雨水蒸发时,内核云混合比同样减少,且内雨带总体分布也发生了变化,即内核雨水蒸发会影响该区域的对流活动。TC停滞半径或三倍最大风速半径之内的雨带,称为内雨带。内雨带之间存在着结构和控制因子的差异。结构上,有些内雨带内倾,而有些外倾;并且,一些在低层伴随冷池。关于内雨带的控制因子和过程,除了过去认为内雨带主要受涡旋罗斯贝波控制,或者由低层快速旋转流场的平流导致等因素之外,本研究还发现一些内雨带主要是受低层冷池的影响和控制。敏感性实验在此类型内雨带形成前后关闭雨水蒸发后,内核低层不出现冷池,导致这些内雨带随之减弱甚至消失。本文对内核区低层冷池的形成原因也进行了分析。水物质相变过程是冷池形成的根本原因,其中在低层雨水蒸发占相当大的比重。此外,不仅边界层内的雨水蒸发对冷池形成与维持有作用,而且其上的雨水蒸发也会产生影响。冷却促进下沉,将中层的干空气带入边界层,有利于边界层内部雨水进一步蒸发。并且,敏感性实验也证实了以上结果。在TC内核区,除了雨带还有眼墙的存在。该低层冷池位于倾斜眼墙之下,两者之间关系密切。眼墙云水含量正异常位于低层冷池下风方,水凝物的正异常位相略落后,并位于冷池的正上方;另一方面,涡旋罗斯贝波一定程度上反映眼墙对流活跃程度,2～4 km高度平均的涡旋罗斯贝波一波特征,与其下方的低层冷池有一定的对应关系。以上表明眼墙对流活动对于低层冷池的形成与维持有一定作用,而雨水蒸发正是引起此作用的关键过程。