本研究首先较为全面的回顾了国内外关于热带气旋的若干重要问题的研究,主要包括了热带气旋的结构、路径、强度以及其环流内中尺度对流系统的进展概况。2010年超强台风“鲇鱼”在进入南海以后先后发生了一次路径和强度的明显突变过程,而当年的前期预报与实际情况差别很大。通过分析卫星资料,可以看到台风“鲇鱼”移入南海海域后其东南侧长时间存在一个强度较强的中尺度对流系统,这个发生在台风环流内的中尺度对流系统与台风母体之间发生的相互反馈作用可能是前期预报发生偏差较大的原因之一。为了更深刻地研究台风环流内中尺度对流系统对台风突变过程的影响以及其中的物理机制,本研究针对超强台风“鲇鱼”个例进行了数值模拟试验,并利用模式输出结果进行诊断和敏感性试验分析。采用基于双重网格嵌套方案的中尺度WRF模式得到的模拟结果表现出与实际情况相符合的路径由缓慢西行转为突然北上和强度减弱后重新加强的演变特点,模拟结果成功地反映了“鲇鱼”进入南海以后的突变过程,为之后的试验提供了比较可靠和精确的数据支持。在模式资料的基础上,本研究诊断分析了台风“鲇鱼”路径突变前期、突变时和突变后期不同高度等熵面上的结构特征。对比试验的结果显示,路径突变前期和后期,不同高度上的等熵位涡的对称结构较明显；路径突变时,各个层次上的位涡等熵分布均表现出明显非对称性。进一步对比分析了而该路径突变过程前后台风对流发展和能量分布的变化,结果验证了位涡结构的演变情况。非对称风场的切边存在一次逆时针方向倾斜而后恢复的过程,整层大气动能的分布也由近似轴对称发展为东部强于西部的显著的非对称。位于台风环流东南侧的非对称扰动所引起的平流和次级环流输送有助于台风路径由西行转为北上,这可能是环境流场偏弱条件下台风路径转折和强度增强的有利触发机制。在位涡诊断的基础上,本研究利用PV-ω位涡反演技术设计了两类五组敏感性试验,旨在揭示台风环流内的中尺度对流系统和台风母体之间的相对位置对台风突变过程的影响机制。结果表明,台风非对称结构中中尺度对流系统的位置变化是台风强度是否突变的有利触发因子之一,而对台风路径北折以后的路径变化影响较小。对于同一半径上的中尺度对流系统,当它位于台风环流东南侧时台风强度增强,当它位于其他方位时台风强度变化不大；而对于东南方位的中尺度对流系统,当它距离台风中心更近时台风强度突变幅度更大,当它距离更远时台风强度增强趋势比较平缓。在台风非对称扰动与对称环流的旋转适应过程中,只有非线性相互作用占主导时中尺度扰动会被吸收并入台风涡旋中诱发台风强度突然增强。