本文以飓风Edouard(2014)作为研究个例,首先利用HS3飞机观测资料,评估了不同再分析资料和卫星资料表征热带气旋暖心的效果。通过对比发现,FNL资料最适用于飓风暖心的研究,因此使用FNL资料作为初始场,利用WRF数值模拟和位温收支方程的诊断,进一步探究了飓风Edouard的暖心结构演变机制。本文得到以下结论:1.所有再分析资料和卫星资料均低估了飓风Edouard的暖心强度。AMSU-A在对流层高层表征暖心效果最好,但在中低层误差较大。ATMS既保持高层的较好效果,又提高了暖心在对流层中低层的表征效果。2.再分析资料中表征暖心水平和垂直结构效果最好的是两个不同空间分辨率版本的FNL再分析资料。MERRA-2、JRA-55和ERA-I等能够很好的表征暖心的垂直结构,但明显低估了暖心的强度。MERRA和NARR资料表征暖心效果较差。MERRA-2比它的前一代产品MERRA表现提高很多。3.对六种再分析资料的暖心演变过程进行诊断分析,非绝热加热和水平和垂直平流项等物理过程对暖心发展的不同阶段影响较大。无法正确表征这些物理过程都将导致暖心在高度和强度上产生误差。涡旋再定位技术、同化观测资料和模式中的物理参数化过程是提高暖心三维结构表征效果的关键因素。4.WRF数值模式较真实地还原了飓风Edouard的路径和强度,模拟的暖心结构与飞机观测资料基本一致,因此可以用WRF数据探究暖心演变机制。研究发现在飓风Edouard的整个生命史,暖心高度不断变化。分别选取暖心高度上升,暖心高度不变和暖心高度下降三个阶段,利用位温收支方程诊断暖心高度演变的物理机制。结果显示:总平流项对暖心高度演变起至关重要的作用。在眼墙区域,总平流项强冷却作用与非绝热加热项的强加热作用相抵消。辐射项和边界层项对暖心演变影响较小。在暖心高度上升阶段,总平流项中起主要作用的垂直平流平均项和水平平流涡旋项。当暖心高度不变和高度下降阶段,垂直平流平均项是造成暖心高度演变的最重要因素。