双眼墙替换过程(ERC)是强热带气旋(TC)发展演变过程中一种常见的现象,对TC强度和结构变化有着重要影响,也给TC强度和风雨预报带来很大困难,是近年来TC研究领域的热点问题。本文利用高分辨率WRF数值模式,成功模拟了台风Sinlaku(0813)外眼墙形成(SEF)以及眼墙替换过程,并采用六种不同的积云对流参数化方案开展对比试验。分析发现,不同试验模拟得到的内眼墙半径大小基本一致,而外眼墙半径存在较大差异,且moat区越宽,外眼墙半径越大,眼墙替换持续时间越长,与此相对应的是TC外雨带也存在明显不同。进一步研究发现,外雨带的降水蒸发冷却过程将在其周围引发下沉运动,导致对流层中层的低相当位温空气进入低层,降低了边界层中的温度,增大了海气温差,使海洋向大气输送更多热通量。这会促进TC外围上升运动的发展,导致更多的涡旋热塔(VHTs)产生。这些VHTs在眼墙替换过程开始时是独立发展的,此时,高度不对称的对流尺度的涡度偶极子出现,其气旋涡度较大,而反气旋涡度较小。随后VHTs开始互旋合并,较大的气旋涡度向内移动,而较小的反气旋涡度向外移动,气旋涡度外侧存在强烈的旋转差异,会将涡度拉伸为丝状结构,外眼墙处轴对称化的涡度环因而形成。当VHTs数量较多时,涡度环强度更大,造成TC外围的切向风速次极大值更大,导致最终形成的外眼墙强度更强。活跃的外眼墙对流将导致强烈的补偿下沉气流,对moat区内下层的对流运动压制作用更大,导致moat更宽,外眼墙形成半径更大。通过计算本文定义的CI密集指数发现,在TC外围降水总量相当的条件下,当TC外围雨带较集中且强度更大时,密集指数CI较小,造成的边界层海气温差更大,向上输送的热通量也更多。这种TC外雨带分布的差异及其对海气间复杂的相互作用过程的影响,造成了不同试验之间外眼墙半径、moat区大小及眼墙替换时间等重要参数之间的显著差别。为了进一步研究外眼墙形成过程中的物理过程,本文对TC外眼墙区域的垂直速度和涡度收支进行了诊断分析。诊断分析发现,(1)在整个眼墙替换过程中,平流过程始终是引起垂直运动的根本原因。其中温度平流项起到了最主要的作用,涡度平流项相对来说贡献较小,约比温度平流项小一个量级。而非绝热加热项的量值始终是最小的,但它与温度平流项之间存在正反馈作用,因此对TC外眼墙的形成和发展同样重要。(2)在眼墙替换过程开始时,总涡度收支在低层为负,在高层基本为正值,代表TC外眼墙处于发展阶段。此时,涡度水平平流项和涡度水平辐合辐散项起到了最主要的直接作用,量值相对较大,涡度垂直平流项起到了间接作用,而水平涡度倾斜项在整层大气基本为正贡献。随时间演变,水平辐合项对涡度的正贡献转为负贡献,其余项变化不大,导致总涡度收支转为0,甚至为负,标志着眼墙替换过程的结束。