概念
螺旋雨帶是指繞著熱帶氣旋中心運動的雨雲和雷暴熱帶氣旋的結構。成熟的熱帶氣旋都具有螺旋雨帶，螺旋雨帶會帶來強降水。螺旋雨帶在低空的渦度場上表現為螺旋式強正渦度帶。
內容
螺旋雨帶是熱帶氣旋最基本的特徵之一， 因此它也是從衛星雲圖上估計熱帶氣旋強度的主要依據。
研究歷史
在早期的研究中，人們傾向於用重力波理論來解釋螺旋雨帶的形成和傳播，但兩者在移速上存在明顯的差別。也有其他的研究者認為是邊界層氣流的結構特徵激發了螺旋雨帶。
1968 年MacDonald首次提出了颱風螺旋雨帶和行星Rossby 波有很多的相似之處，並把它稱為類似Rossby 波。 近年來他的觀點被許多研究所認同，成為目前被普遍接受的概念——渦旋Rossby 波。
渦旋Rossby 波的形成和傳播機理和行星Rossby 波很類似，都是基於渦度守恆原理。產生行星Rossby 波的原因是在自轉渦度存在經向梯度的地球上要保持絕對渦度守恆。 產生颱風渦旋Rossby 波的機理是由於颱風中存在相對渦度的徑向梯度。 颱風中的徑向渦度梯度起了與行星Rossby 波中地球自轉渦度經向梯度相類似的作用。 余志豪對渦旋Rossby 波的動力學機理進行了全面的介紹，這裡不再重複。
雖然理論上對颱風螺旋雨帶的機理已有了新的認識，但是對它的實際發展過程及其動力學和熱力學結構還了解得很少，因為已有的研究大多是基於理想物理模型的理論研究和少量的雷達觀測研究。 高度概括的理論模型雖然可以揭示產生螺旋雨帶最本質的物理機制，但無法詳細地具體揭示螺旋雨帶中發生的各種動力學和熱力學過程和結構，如實際的颱風中存在的大、中、小多種尺度運動之間的相互作用和雲物理過程、邊界層過程等等，而這些過程在颱風中都非常強烈。 Gall 等人從3 個強颶風的雷達回波圖上發現，在颶風中存在一些尺度為10km 的小螺旋帶； Reasor 等人通過Doppler 雷達觀測反演的三維風場則發現，颶風中沿方位角的波動具有渦旋Rossby 波的特徵。 但是，正如Reasor 所說的，雖然這些研究揭示了很多渦旋Rossby 等人波的特徵，但是要研究渦旋Rossby 波詳細的過程，必須用高時空解析度的包含各種物理參數的數據集，而它只能由包含全物理過程的接近真實大氣的數值模式才能產生。
近兩年國外對螺旋雨帶的數值模擬研究已在進行，如Wang用一個靜力原始方程的熱帶氣旋模式對理想氣旋進行了數值模擬，分析了熱帶氣旋內區的不對稱結構，發現對流層中下層氣旋內區的不對稱結構是由一波和二波的渦旋Rossby 波造成的。 Chen 等人通過PSU-NCAR 的非靜力中尺度模式MM5 對修正的初始軸對稱的Andrew(1992)颶風進行了模擬，發現螺旋的位渦帶的移速和渦旋Rossby 波的理論值一致。
氣候特徵
螺旋雨帶是颱風有別於溫帶氣旋的主要特徵之一。同時又與颱風的主要災害之一——暴雨緊密關聯。所以螺旋雨帶的形成和維持的機理以及它與颱風強度和路徑等的關係都是颱風研究中受到關注的科學問題。因為螺旋雨帶存在一些類似於重力慣性波的特徵。
螺旋雨帶的水汽主要來自1 km 以下，而且來自外側的空氣具有明顯的對流性不穩定， 它為螺旋雨帶的發展提供了不穩定能量；而螺旋雨帶內側的空氣屬於中性層結，說明不穩定能量已經釋放。 螺旋雨帶外側輻合氣流中氣壓梯度力使氣流加速在螺旋雨帶的外側形成中尺度強風帶。
在9～13 km高空範圍內，冰晶的非均質核化非常活躍，冰晶轉化率高於颱風眼壁暴雨數倍，但是冰晶通過貝吉龍過程生長為雪、雪通過凝華增長生長為霰的過程相對颱風眼壁很弱，螺旋雨帶雨水形成微物理機制以霰粒子融化成雨水(pgmlt)為主，冰相粒子轉化率大值區位於垂直上升氣流大值區，8 km高度霰收集雪(dgacs)乾增長是最主要的冰相粒子生長過程，與北方層狀雲比較，螺旋雨帶暴雨冷雲中的凝華過程和撞凍過程非常活躍。螺旋雨帶雲水凝結過程呈雙峰型，位於7～8 km高度冷雲區的雲水凝結峰值較大，暖雲區0.5～1.5 km高度雲水凝結峰值次之。
螺旋雨帶內部強回波區的低層有強輻合區，最大輻合超過-15×10-4 s-1；雨帶的高層以輻散氣流為主。雨帶內部上升和下沉氣流共存，最大上升氣流為4 m/s，最大下沉氣流超過-1 m/s。在沿著風暴中心的垂直剖面內，螺旋雨帶外側低層有較強的內流，氣流從雨帶外側低層進入，最強內流位於1 km高度以下;雨帶內側有明顯的外流。兩支氣流在雨帶強回波區輻合，水汽在此處輻合抬升；這種動力結構對於強降水的維持具有重要作用。切向速度呈逆時針旋轉，最大速度在3 km高度層，速度值隨高度的增加逐漸減小。
形成原因
螺旋雨帶颱風中的螺旋雲雨帶（颱風螺旋雨帶）是由多種探測手段被觀測到的現象，是為大家所共識的不爭事實。但是，對它的形成、維持的理論解釋，雖有多種學說，但一直以來人們都傾向於重力慣性波說。而重力慣性波說有一個致命的弱點，即波的相速理論值為101 m/s量級，它要比螺旋雲雨帶實測移速只有100 m/s幾乎大一個量級。於是從前幾年開始，人們又回到30多年前提出的渦旋-Rossby波說那裡去尋找合適的解釋。經典的Rossby波是β=(df/dy)作用的大尺度波動，，而適用於颱風中螺旋雲雨帶的渦旋--Rossby波乃是f平面(β=0)上的中尺度波動。
從動力學等價原理上，對此作統一聯繫的說明：颱風基本氣流的渦度隨徑向(r)變化的梯度(d)/(dr)=(1)/(r)(?)/(?r)(rλ)，在動力學上等價於科氏參數f隨緯度變化的梯度即β=df/dy；或者說它們在絕對渦度守恆的前提下，作為波擾動的成波機理是等價的。
嚴格來說，螺旋雨帶分為內外雨帶，且內外雨帶的結構特徵、形成機制都不盡相同。內雨帶通常活躍在眼壁外的快速渦絲化帶中，而外雨帶則活躍在3倍最大風半徑外區域。內雨帶具有對流耦合渦旋Rossby波特徵。外雨帶的移動與低層風矢量有關，即沿著軸平均低層風和下沉運動導致的邊界層冷池產生的徑向向外跨雨帶非對稱風矢量移動。外雨帶中的對流單體呈現典型的對流系統特徵，在較大（小）半徑處切向方向氣旋式運動，徑向上向外（里）移動。向上的淨垂直質量輸送在內雨帶區域貫穿整個對流層，而在外雨帶區域向下的淨質量輸送出現在4km高度以下。在內雨帶區域僅只有非常淺薄的淨水平輻合層位於2-km以下，外雨帶區域則在7.5km高度以下為淨輻合，以上為淨輻散。內雨帶中存在兩個切向風大值區，一個位於入流邊界層頂，另一個位於出流層底。在外雨帶內側邊緣4km高度存在次級水平風大值。外雨帶上游、中游和下游部分的結構也存在明顯差異。控制試驗中模擬的外螺旋雨帶通常在60km半徑（約為3倍最大風半徑）附近生成，生成後它們通常以約5m s-1的速度徑向向外傳播。外雨帶的生成呈顯準周期性，周期約為22-26小時。內雨帶與對流耦合的渦旋Rossby波有關，因此其生成主要是渦旋Rossby波的激發，但外雨帶的形成則更為複雜。外雨帶生成位置主要由快速渦絲化過程對深對流的抑制作用同觸發深對流所需動力和熱力條件之間的平衡所決定。外雨帶的準周期活動與邊界層從對流消耗CAPE以及對流下沉的影響中恢復過程有著緊密關係。一旦外雨帶生成，雨帶中的對流會產生強烈的乾冷下沉運動並消耗CAPE，這將減弱外雨帶生成位置附近的對流。隨著外雨帶向外傳播以及對流消亡，外雨帶生成附近的邊界層通過從洋面吸收能量歷經大約10小時逐漸恢復，此後新的對流和外雨帶將生成。然後上述物理過程重複發生，形成外雨帶的準周期活動。隨著外雨帶的準周期活動，模擬的熱帶氣旋強度也經歷類似的準周期振盪，其強度或增強率在外雨帶生成後約4小時開始減小。
模擬研究
螺旋雨帶是颱風的基本特徵之一。 近年來螺旋雨帶發生機理的渦旋 Rossby 波理論已得到普遍的認同，但對螺旋雨帶的內部結構還沒有詳細的研究。
利用 MM5(V3)對2002 年 8 月給廈門帶來特大暴雨的強熱帶風暴 Kammuri 的螺旋雨帶作了數值模擬。結果表明，模擬螺旋雨帶沿方位角的移速與渦旋Rossby 波的理論波速一致，並伴隨著能量在徑向的頻散。從模式輸出的高解析度的多種物理參數數據集中分析出的螺旋雨帶結構表明， 颱風中的氣旋式渦度、垂直運動、水平動量等都高度集中在螺旋雨帶中。並進一步指出，螺旋雨帶的水汽主要來自 1 km 以下，而且來自外側的空氣具有明顯的對流性不穩定，它為螺旋雨帶中對流的發展提供了不穩定能量。螺旋雨帶內側空氣的層結是中性的，說明不穩定能量已經釋。 螺旋雨帶的外側存在風速高達 30 m/s 以上的中尺度強風帶，它的產生和外側的空氣向螺旋雨帶流入時氣壓梯度力所起的加速作用有關。
研究還表明，颱風中的螺旋雨帶和強正渦度帶或位渦帶有很好的對應關係，螺旋雨帶和強正渦度帶無論在移動上還是空間分布上都比較一致。
套用
1、分析颱風螺旋雨帶的維持和移動等特點，闡述颱風螺旋雨帶在颱風各個象限的移動特徵，指出颱風移動和螺旋雨帶自身沿切線方向向外擴張的反向運動相互制約而導致颱風螺旋雨帶相對靜止是該地區出現大暴雨的主要原因之一。
2、利用雙都卜勒雷達三維風場反演技術對雙雷達時間同步探測資料進行風場反演，可研究螺旋雨帶的三維風場結構，並獲得相關的科研資料，對天氣預報具有一定的幫助。
3、利用1°×1°的NCEP/NCAR再分析資料，套用非靜力中尺度模式WRF對0601號颱風"珍珠"進行數值模擬，研究暴雨的成因以及螺旋雨帶內部結構特徵。數值模擬結果表明，颱風中的氣旋式渦度、垂直運動、動量和熱量都集中在螺旋雨帶中。進一步研究指出，螺旋雨帶上空高層的強輻散與中低層的強輻合相配合產生的強烈"抽吸作用"、螺旋雨帶兩側的乾中心擠壓螺旋雨帶產生的"毛細效應"都導致了低層高濕空氣加速向上輸送，有利於對流的發展，這也是颱風螺旋雨帶得以維持的主要原因。
