Formation mechanisms of WNPAC:Review

• summary
• 一、 Local Air-Sea Interaction (Wang et al. 2000)
• 二、 Indian Ocean Capacitor Effect (Xie et al. 2009, JC; Wu, Zhou and Li 2009, JC)
• 三、 Combination Mode due to Nonlinear Interaction between ENSO and annual cycles (Stuecker, Jin, et al. 2015, J. Climate)
• 四、 Moist enthalpy advection/Rossby wave modulation
• 五、 An inter-basin coupled mode across IO-WP warm pool and central Pacific cold SSTA forcing (Wang et al. 2013, Xiang et al. 2013)###
• 六、 Tropical Atlantic Capacitor Effect (Li et al. 2017)
• 提问环节

2018年12月上旬，TimLi来sysu交流，在5日和6日分别作了两个关于ENSO的review报告。
12月6日报告题目：Formation Mechanisms of Western North Pacific Anomalous Anticyclone during El Nino: A Review

summary

ENSO通过WNPAC影响成熟期6个月后的东亚夏季风降水，在这个报告中TimLi回顾了六种WNPAC发展和维持的物理机制。

• 印度夏季风与ENSO呈同时负相关，东亚夏季风在EINino盛期后6个月，梅雨降水显著增强。
• 在ENSO发展年夏季，西北太平洋是气旋，有利于西北太平洋台风的生成；衰弱年夏季是反气旋，西北太平洋台风生成数量减少。

报告中说到冬季Indian Ocean东部是大气强迫海洋（由于大气降水减少，导致云减少，太阳短波辐射增多，顶部海水增多），西部是海洋强迫大气（由于暖的海水使得空气上升形成对流，降水增多），如下图所示：

一、 Local Air-Sea Interaction (Wang et al. 2000)

强调了西太平洋局地冷海温对WNPAC产生的重要作用，当然东太平洋的暖海温也有一定的作用。

但是西太平洋的冷海温到ENSO衰减年夏季变弱（如下图所示），因此局地海气相互作用只能维持DJF(1)和MAM(1)的WNPAC。那么ENSO衰减年夏季的WNPAC是由什么维持的呢？

二、 Indian Ocean Capacitor Effect (Xie et al. 2009, JC; Wu, Zhou and Li 2009, JC)

为解释WNPAC在ENSO衰减年夏季的维持，提出印度洋电容效应，以解释IOBW如何维持ENSO衰减年夏季WNPAC。

在ENSO衰减年JFMAMJJA，印度洋呈现这个海域增暖IOBW的现象。当然在ENSO发展年JASOND，印度洋呈现偶极子模态IOD

三、 Combination Mode due to Nonlinear Interaction between ENSO and annual cycles (Stuecker, Jin, et al. 2015, J. Climate)

TimLi及WangBin等人似乎都不认同这个理论，反驳的理由如下：

1. C-Mode中认为存在1.2年和0.8年的显著周期，但TL及WB他们从热带中挑出六个区域做谱分析，并没有这个显著周期；此外还运用滤波的方法滤出热带地区1.2年周期的波动，发现其标准差非常地小；
2. C-Mode中WNPAC的爆发时间普遍晚于观测时间；
3. 最严重的缺陷是缺少物理机制的解释。为什么ENSO循环和年循环相互作用产生的就必须是反气旋，而不是气旋呢？

四、 Moist enthalpy advection/Rossby wave modulation

大气内部动力学机制在ENSO遥相关产生WNPAC中起了什么作用。主要讲了以下两个方面(Wu B, T Zhou and Tim Li, 2017a, b, J. Climate）：

1. 为什么WNPAC在ENSO发展年的秋季开始发展，从大气的湿热焓平流输送角度出发解释（Moist enthalpy advection）。因为在秋季，西北太平洋区域平均的湿热焓输送由正变为负，即输送到西北太平洋的能量减少，于是产生反气旋。
2. 在ENSO发展年，西北太平洋是强大的气旋，为什么随着ENSO的发展，该气旋减弱并东退至北太平洋东部，使得反气旋有机会在西北太平洋发展（如下图所示）。在这样的一个过程中，SSTA的模态是差不多的。为此提出一个Rossby波调整理论(Rossby wave modulation theory)。该理论主要通过Equivalent beta effect ( = 地球beta + 环境涡度随y的变化）变化而提出，因为秋季11月时，西北太平洋区域环境涡度随y的变化为负，与地球beta相互抵消，使得Equivalent beta几乎等于0，于是Rossby wave responce在西北太平洋减弱甚至消失，因此由东太平洋暖海温通过Rossby wave responce在西北太平洋激发出的气旋响应在秋季东退，使得WNPAC有机会发展。
   

Rossby wave responce之所以存在是因为beta不为0，当beta为0时，则不存在Rossby wave responce。

五、 An inter-basin coupled mode across IO-WP warm pool and central Pacific cold SSTA forcing (Wang et al. 2013, Xiang et al. 2013)###

对夏季850hPa的气压场做了EOF，得到第一模态场是东北-西南延伸的反气旋，第二模态是东南-西北延伸的反气旋。
对于第一模态，说到印度洋夏季的西风导致印度洋有暖异常，该暖异常通过Rossby波响应在该处产生东风异常。why？

六、 Tropical Atlantic Capacitor Effect (Li et al. 2017)

讲得有点急也没听懂，但好像会通过两种机制影响WNPAC

提问环节

1. 为什么印度洋海温对EINino的响应有很强的季节依赖性？
2. EINino海温异常最大值位于东太平洋，但对流的异常大值区在海温异常值的西边，与海温异常大值去没有很好地对应，为什么？因为降水的发生对海温有一个阈值要求，而东太平洋由于其海温本身较低，即使有一个高的海温异常，但它总的海温可能仍低于发生对流的海温要求。
3. 一般认为热带地区是海温驱动大气主导，中高纬地区是大气影响海洋。但TimLi认为这个太笼统了，要分辨究竟是哪个影响哪个，还是要看具体的物理过程，不能一概而论。当降水和海温是正位相时，则是海温影响大气；负位相时，则是大气影响海温。当有90°的位相时，则既有大气影响海温也有海温影响大气，例如MJO。
4. CP的反气旋比EP的偏弱偏西