大地形与瞬变涡旋

• Yu and Hartmann,1995, Orographic influences on the distribution and generation of atmospheric variability in a GCM
• Son et al,2009, The Effect of Topography on Storm-Track Intensity in a Relatively Simple GCM
• Park et al,2013, Poleward Stationary Eddy Heat Transport by the Tibetan Plateau and Equatorward Shift of Westerlies during Northern Winter
• Chang,2009, Diabatic and Orographic Forcing of Northern Winter Stationary Waves and Storm Tracks
• Park et al,2010, The Role of the Central Asian Mountains on the Midwinter Suppression of North Pacific Storminess
• Lee et al,2013, Role of TP on the Annual Variation of Mean Atmospheric Circulation and Storm-Track Activity

发现这里找的这六篇动力学论文的引言中都很少涉及研究的实际意义，只是说到目前有哪些未解的问题。 例如，后三篇涉及太平洋风暴轴冬季抑制现象的引言中似乎都并未涉及为什么要研究风暴轴的冬季抑制现象，这对气候预测或者天气预报抑或是模式改进有何帮助。

Yu and Hartmann,1995, Orographic influences on the distribution and generation of atmospheric variability in a GCM

北半球环流和南半球环流最大的不同是北半球环流具有强纬向非对称分量。这些定常波动的维持一般归咎于热力强迫、地形强迫和瞬变涡旋强迫。其中来自喜马拉雅山和落基山的地形强迫被认为是主要原因，尤其在冬季时期。地形强迫对时间平均环流的重要性已被研究很多，但它对大气时间变率的影响还不清晰。有理由认为来自大尺度山地的持续强迫可以对大气环流的变化产生重要影响。该研究旨在更好地理解理想大尺度山地对大气变率分布和形成的影响。

地形可以通过与瞬变涡旋的相互作用或激发出定常波列来影响大气变率的产生与传播。山地对涡旋传播的直接影响的例子是：Hsu和Wallace于1985年分析了TP和洛基山脉附近低频变率的垂直结构，发现瞬变涡旋的传播受大地形的影响。山地对高频涡旋类似的掌舵效果也被Hsu于1987年观测到（此处，该文并没有指出山地与瞬变涡旋相互作用的具体过程和机制）。地形强迫的定常波的形成也对瞬变活动有深远影响。纬向非对称基本态下的大气不稳定性与纬向对称基本态下的不同，特定区域非常有利于某特殊时间尺度涡旋的增长。纬向非对称平均流的斜压不稳定与风暴轴的区域性间的联系已被广泛研究。纬向变化基本态下的正压不稳定也同纬向对称下的很不同。Simmons等人（1983）发现纬向非对称平均流的不稳定正压正规模同某些观测到的低频模态相似。时间平均流的纬向梯度在为不稳定正压模提供能量方面同径向梯度一样重要。除了对TE产生的影响，定常波也会影响TE的传播。对不同尺度TE的波导在不同地区形成，波活动辐合会影响变率的分布。因此，从不稳定和波传播角度来看，大尺度山地会通过驱动定常波来间接影响大气变率的产生和分布。由于不同时间尺度的TE可能通过不同机制产生并具有不同的传播特性，地形对大气变率的影响依赖于时间尺度。

地形对大气变率的影响由于地形强迫和内部动力过程的相互干扰而变得更加复杂。Hendon and Hartmann（1985）在一个两层的大气环流模式中发现大气内部动力过程也可以产生低频变率。Yu and Hartmann（1993）在他们自己的大气环流模式中也发现由于纬向流与斜压涡旋的相互作用，纬向急流的位置和强度存在低频变率。由于地形强迫的存在会影响斜压涡旋的产生和分布，通过内部动力过程产生的低频变率肯定会被地形及由地形驱动的纬向非对称所影响。此外，内部产生的急流结构的低频变率也可以直接与山地相互作用，从而造成山地强迫的变化。因此低频变率的总量是否会因为地形强迫而增加或减少,取决于内部动力过程和地形强迫机制。

Hendon（1986）利用一个两层的大气环流模式来研究理想地形对大气变率的影响，总结出全球积分瞬变活动的整体水平不受中纬度地形的影响。此时变率的径向分布受基本态中时间平均非对称的强烈影响。他的两层模式使用的是气压坐标，地形强迫用相对涡度和散度预报方程中的源汇表示。如此一来，地形的整体效果例如山地的拖曳效果、山地和瞬变活动直接的相互作用就不会包好在内。该文使用sigma坐标的大气环流模式来更好地模拟地形效应，通过改变理想山地高度来研究山地对大气变率分布和产生的影响。

研究结果表明，大气变率的分布和总量均受到大尺度山地的影响。当模式中山地高度逐渐增加时，三种不同频率大气变率逐渐分离并位于不同的地理位置。这个尺度分离现象表明这三种不同时间尺度大气变率可能有不同的产生机制和传播特征。因此山地强迫和由其驱动的定常波对不同尺度大气变率有不同的影响。

高频涡旋（2-7天）的最大变化位于急流核至急流出口间的向极侧。在没有山地的实验中，高频涡旋的分布呈现纬向波数为6的全球模态，随着山地强迫的增加，它逐渐变成局地波包。有山地和没有山地的实验对比表明没有山地实验中的高频涡旋的全球振幅受到山地驱动的定常波的调制。这种调幅可能是局地急流中斜压波生命周期发展的结果，随后斜压涡的振幅受静止波引起的风场变形的抑制。

同高频涡旋对比，中间频率（7-30天）的涡旋在山地上游达到峰值并呈现增强的向赤道传播特征。在没有山地的实验中，该频率涡旋的空间结构是一个纬向波数为5的环球波列，周期为10天。当大尺度山地出现时，具有很强的向赤道传播特性的局地波列出现在山地上游。这个局地波列具有纬向波数为5及周期为12天的特点。这使人猜想：地形驱动的定常波的折射特性使得山地上游有利于中间频率瞬变涡旋的聚集和向赤道传播。这些中间尺度瞬变涡旋可能是斜压波生命史后期，此时其结构变得更加正压且大尺度。中间尺度瞬变涡旋位于高频风暴轴下游的这一现象也支持该假设。对纬向对称和纬向非对称环流中的中间尺度瞬变涡旋的分析也表明北半球观测到的中间尺度波列的产生原因可能与南半球周期为10天波数为5的波列相同，但北半球这个由于急流结构更加局地化，并在急流入口区向尺度移动。

在没有山地的实验中，低频变率（30天以上）的结构同YH93实验中纬向气流的摇摆类似。这个模态代表了急流强度和径向位置的变化。在地形强迫存在时低频变率的主要模态依然时纬向延申的，只是在风暴轴区域有一个最大振幅。这与前人研究一致，即纬向气流的摇摆由纬向流和高频涡旋的相互作用支持。地形强迫通过影响风暴轴形成来间接影响这部分低频变率。有山地实验中纬向流摇摆的出现及其与瞬变涡旋强迫分布的一致性表明在纬向对称模拟中占主导作用的波列相互作用在北半球一样重要。该现象揭露了一个问题：与拖曳不稳定有关的正压过程和斜压波与纬向流间的相互作用在北半球纬向流变动中哪个更重要？

该研究也探究了地形强迫对大气变率总量的影响。结果表明地形强迫将能量从瞬变部分转移到定常部分，但涡旋动能总量几乎保持不变。这可能时因为由赤道到极地温度强迫驱动的大气环流需要相似的涡旋活动来输送热量。当定常波对热量输送的贡献增加时，大气需要的瞬变涡旋活动就减弱。因此，当地形强迫增加时，高频和中间频率的大气变率减弱，但低频变率增加。此外，该模式还发现低频变率存在阶梯函数的增长：当山地高度从3km增长到4km，低频变率的增长速率比山地高度为1-2km时期要慢很多。当纬向非对称经历一个阈值时，低频变率的快速增长表明产生低频变率的机制严重依赖于纬向非对称的程度。与气流东-西变化有关的正压不稳定是一个可能机制，而产生低频变率的其他机制在纬向非对称和大尺度地形存在时会变得更高效。例如，高频涡旋与时间平均流的相互作用在有局地急流存在时会变得更加强烈，并在产生低频定常Rossby波方面变得更高效。

大尺度山地对高频大气变率的局地影响主要集中在山地下游的对流层底层。高频变率在山地的背风面有局地增强，而高频瞬变涡旋则在山地斜坡处向赤道传播。大尺度山地斜压能形成一个山地波导使得热带外扰动可以传播到热带区域。这个向赤道传播的现象可以在喜马拉雅山区和洛基山附近观测到，并认为与冷涌事件有关。

Son et al,2009, The Effect of Topography on Storm-Track Intensity in a Relatively Simple GCM

北半球冬季有两个显著的风暴轴，一个位于太平洋，另一个位于大西洋。他们都位于斜压性达到最大的急流下游区域，表明风暴轴主要由斜压涡旋活动构成。然而局地斜压性和风暴轴强度间的关系并未得到充分理解。例如，太平洋风暴轴比大西洋风暴轴弱，但太平洋区域的斜压性更强。在太平洋风暴轴的年循环过程中，也发现类似的反相关关系：太平洋斜压性在冬季达到峰值，但此时太平洋风暴轴强度减弱。太平洋风暴轴的冬季抑制现象在大西洋区域则很少观测到。

上文描述的这看似令人费解的关系部分是因为风暴轴涡旋的增长不仅靠局地不稳定，也靠上游涡旋的传播。Chang and Orlanski（1993）指出来自上游地区的能量平流可在相对弱的斜压区引发明显的涡旋活动。这称为upstream eddy seeding–feeding prsocess或者downstream development，由此产生的风暴轴比由局地斜压能量发展来的风暴轴要强且宽。

在大气中，风暴轴受到重要因素的影响，例如背景环流、地形、海陆对比及非绝热加热。这些因素可以通过改变局地斜压性、下游发展效率或者涡旋能量源来影响风暴轴强度。Lee and Mak（1996）发现在众多因素中，山地可以解释在给定背景环流下观测到的风暴轴强度的70%。该结果似乎与Hoskins and Valdes(1990)的研究（他们认为风暴轴主要由非绝热加热维持）矛盾。然而，山地下游的非绝热加热部分是由地形波驱动的上升气流引起的，这说明地形仍然起着至关重要的作用。

地形对定常波维持的作用在过去已被广泛研究。然而，地形对风暴轴影响的研究则较少。尽管可以在文献中找到少量研究，但地形对风暴轴强度的影响目前依然未知。所有以往的研究要么都基于理想实验，要么都基于复杂模式。Lee and Mak（1996）利用一个三层干模式来探究理想地形对纬向对称背景环流的影响。尽管这已经比固定局地斜压性的二层模式要真实许多，但对涡旋垂直和水平结构的粗略表示使得定量估计存在问题。另一方面，Broccoli and Manabe (1992)比较了有无TP的复杂模式中的风暴轴强度。虽然得到了有价值的见解，但由于地形不同，他们无法将地形效应与非绝热加热变化的影响分开。

在该研究中，地形对风暴轴强度的动力影响通过一个多层原始方程干模式进行探究。尽管这是一个理想模式，但它比二层或三层模式真实许多。这允许作者明确地测试地形效应，因为非绝热加热和其他物理效应被排除在外。通过改变背景环流参数和地形特性参数来进行研究。发现尽管地形能加强下游斜压性，但风暴轴强度可以弱于或强于没有地形的情况，这取决于背景环流的纬向结构。由于局地斜压性和风暴轴强度间类似的正相关或负相关在北半球也曾观测到，该研究为这种令人迷惑的关系提供了一个可能的解释。

如果背景流包含一个弱的双急流，高地形会导致地形下游风暴轴强度增强，这与下游局地斜压性增强一致。如果背景流包含单个强急流，地形会减弱风暴轴，尽管地形下游的斜压性增强。这主要是因为不同背景流时波包特点不同。在弱双急流情况下，波包主要向赤道辐射，风暴轴涡旋由局地斜压产生。在强单急流情况下，波包主要是纬向传播，风暴轴强度不仅受局地斜压性影响，也受上游扰动影响。因为地形影响会减弱从上游传播过来的瞬变涡旋，进而使下游风暴轴强度减弱。

Park et al,2013, Poleward Stationary Eddy Heat Transport by the Tibetan Plateau and Equatorward Shift of Westerlies during Northern Winter

北半球冬季对流层环流以纬向非对称显著，呈现大陆西部气候温和，东部寒冷的特征。造成这种纬向非对称的定常涡旋主要由以下三种原因导致：副热带海陆热力对比，大尺度山地，热带非绝热加热。定常涡旋的形成主要由非绝热加热场的纬向非对称决定，包括局地热带加热和海陆热力对比。一般而言，由地形强迫出的定常涡旋的整体振幅较小，且在地形相对较小时就达到饱和。

但目前不知道地形强迫出的定常涡旋与背景场的定常涡旋在向极的涡旋热输送中是如何相互作用的。基于定常准地转模式的经典研究表明地形可以加强冬季的背景定常波。这种波动的“相干性”意味着地形诱导的定常波可以线性地增加向极热输送。由于山地可以在某些特定地区引起强定常波，地形引起的定常波可以有效地增强某些特定地区地向极热输送。

最近的研究已开始认识到北方冬季异常准定常波和气候态定常波之间波干扰的重要性。Smith等人（2011）发现与欧亚大陆积雪变化有关的异常波在与气候态定常波相干时可以调节北半球环状模（NAM)变率。同样，北半球环状模对热带海温变化的响应也是通过线性波干扰来解释的。

该文研究了TP引起的局地正压定常波如何影响冬季的向极热输送。Fletcher and Kushner (2011)表明TP不存在时，气候态的定常波及相应的干扰响应强度都减弱了。该文进一步研究了为什么气候态定常波及相关干扰效应会在TP存在时显著增强。特别的，该文重点研究了TP诱发的定常波与陆海热对比引起的纬向异常温度场之间的干扰。

该文也试图更好地理解定常波导致的向极热输送如何影响瞬变涡旋。以往的研究已经表明山地可以增强定常涡旋，减弱瞬变涡旋动能。观测分析也表明定常波和瞬变涡旋间的向极能量输送的补偿效果也是非常稳定。该文表明因定常涡旋而加强的向极热输送会减弱背景场的斜压性，进而减弱瞬变涡旋，以及西风急流风速。因此定常涡旋可以影响纬向平均西风急流的位置和强度

Chang,2009, Diabatic and Orographic Forcing of Northern Winter Stationary Waves and Storm Tracks

众所周知地球气候态并不是纬向对称的。由于日平均或更长时间段平均的大气顶强迫是纬向对称的，因此地球气候态的纬向非对称只能是由边界层纬向非对称导致。边界层底部的纬向非对称主要包括海陆分布不对称、山脉位置的不对称。这些不对称共同造成了地表温度和水汽分布的纬向不对称。山地通过激发定常波直接影响大气环流，而地表温度和水汽的不对称则表现为非绝热加热的不对称分布。虽然真正的强迫是由于山地和地表属性,在模式环境中,这个问题常被重塑为由于山地和非绝热加热的强迫,即使(下文会进行详细阐述)非绝热加热依赖于大气环流,因此不应被视为独立于地形强迫。

自从早期Charney and Eliassen(1949)和Smagorinsky(1953)的研究以来，大量研究用于探究地形和非绝热加热在驱动大气定常波方面的作用，对此大家可以参考Held等人（2002）的文章，该文回顾了定常波模拟的理论和结果，并认为北半球冬季定常波主要受非绝热加热驱动（热带和热带外加热起到相同重要的作用），而地形强迫的作用较小，瞬变涡旋通量的纬向非对称性的作用则更小。

虽然定常波模拟给我们提供了丰富的见解，但这种方法也有局限性。在千年或更短的时间尺度上，对于定常波来说，地形强迫分布确实可以被认为是外部给定的独立强迫。然而，众所周知，瞬变涡旋能响应大气低频环流的变化，因此瞬变涡旋涡度通量就不能当作是一个独立的强迫。Held等人（2002）也认为非绝热加热在一定程度上依赖于环流及地形分布。因此，非绝热加热和地形强迫两者之间并不完全独立，且非绝热加热不独立于环流本身。此外，在很多定常波模拟的实施过程中，需要加入增强的阻尼以去掉近共振解。由于最终定常波解的振幅依赖于加入阻尼的确切振幅，基于定常波模拟的定量预测存在不确定性。

如上所述，天气尺度瞬变涡旋（即风暴轴）的分布强烈依赖于定常波的分布。尽管已有大量文章研究影响风暴轴分布的因素，一些基本问题依然没有得到解决。特别的，在隆冬，太平洋急流比大西洋急流强多狠，意味着太平洋的斜压性比大西洋强，然而隆冬大西洋风暴轴强度平均大于太平洋风暴轴。

有几项研究试图解释这一明显的矛盾。Zurita-Gotor and Chang (2005)和Mak and Deng(2007)都认为上游亚洲强阻尼抑制了太平洋风暴轴的上游播种过程，从而导致太平洋风暴轴冬季抑制现象。 另一方面，Lee and Kim(2003)认为两类急流的不同属性可能是导致大西洋风暴轴强于太平洋风暴轴的根本原因，因为大西洋急流是eddy驱动急流而太平洋急流主要是副热带属性。他们认为急流的副热带属性很大程度上受热带加热强度的影响，暗示两类风暴轴相对振幅大小可能受热带加热影响。

就像Chang等人(2002)所讨论的那样，Broccoli and Manabe (1992)的结果表明，在没有山地的GCM实验中，定常波弱很多，风暴轴的分布会更纬向对称，即便有海陆对比。为了支持这一点，Lee and Mak (1996)利用一个由观测到的冬季纬向平均温度分布驱动的干非线性模式发现风暴轴入口区的强斜压性可以只由山地引起的定常波来维持，不需要纬向非对称的非绝热加热。这些结果表明地形强迫可能是形成现在风暴轴分布的最重要因素。

上述讨论强调了这样一个事实：我们依然无法定量理解造成目前北半球冬季风暴轴分布的强迫。Hoskins and Valdes (1990)企图通过解释造成风暴轴入口区增强的斜压性来理解太平洋和大西洋风暴轴的存在。他们的结果表明增强的斜压性很大程度上是因为中纬度的非绝热加热。然而，他们的结果也表明中纬度非绝热加热倾向于在太平洋驱动出比大西洋更强的斜压性，这又无法解释大西洋风暴轴强于太平洋风暴轴的现象。

在很大程度上，该文可以看作是Held等人（2002）、Chang等人(2002)和Chang(2006)工作的扩展。在Chang(2006)工作中，一个由真实地形和定常非绝热加热驱动的干动力核模式可以较为真实地模拟北半球冬季的定常波和风暴轴。而在该文中，这些强迫被修改以评估地形和非绝热加热强迫驱动定常波和风暴轴的程度。

结果发现，对于北半球冬季对流层上层定常波，该文的研究结果同以往研究吻合，即非绝热加热可以解释大多数定常波的形成，山地强迫只起到次级作用，涡旋通量反馈在大多数地区的作用更弱。然而，该研究结果还表明涡旋通量在非绝热加热纬向非对称缺少的情况下，对调节大气对地形强迫响应具有重要作用。另一方面，与以往研究不同的是，该研究发现涡旋动量通量的辐合在强迫对流层底层的海洋低压方面很重要，与某人的天气尺度直觉一致。

对于北半球冬季风暴轴分布，该研究表明北半球热带外加热是主要强迫。北半球热带外加热的纬向非对称主要使太平洋风暴轴向赤道偏移而大西洋风暴轴向极偏移，保持并加强西南-东北的倾斜趋势。这似乎是解释大西洋风暴轴强于太平洋风暴轴的主要力量。TP和落基山的作用主要是削弱大陆风暴轴，清晰分离两大风暴轴。相比之下，热带加热的不对称似乎只在强迫模式的风暴轴分布中起到很小的作用

Park et al,2010, The Role of the Central Asian Mountains on the Midwinter Suppression of North Pacific Storminess

北太平洋热带外风暴轴具有独特的特征：冬季时期的风暴轴比秋季和春季的弱很多，尽管底层斜压性在冬季达到峰值。这一现象被称为风暴轴的冬季抑制现象，于1992年第一次发现。一系列研究基于观测和模式研究提出了许多假设，包括与下游发展相关的减弱了的涡旋种子理论、强西风急流的平流作用、正压风切变效应、强的副热带急流将斜压波导囚禁在高层、非绝热加热。然而，最终的机制仍有待确定。

斜压波包下游发展的动力学已被广泛研究并用于冬季抑制现象的解释中。通过研究涡旋生命史过程中的涡旋动能（EKE）收支，Orlanski and Chang (1993)发现波包通过将能量向下游传播而衰亡，尤其是在非地转重力势通量形成的过程中。 Zurita-Gotor and Chang (2005)通过在一个两层准地转模式的有限区域内放置一个强的涡旋阻尼（或称之为波包障碍），发现局地涡旋阻尼倾向于减弱下游波动振幅，该效应在较远的距离才会消失。这个现象在基本流有较快波动群速的北半球冬季更容易出现。

以往的研究表明山地对太平洋风暴轴具有重要影响，但关于其定量影响只有Son 09年做过。利用一个干大气动力核模式，施加背景态，S09发现强单急流（与欧亚大陆的急流状况类似）内有能在几周内环球一圈的有组织的波列。涡旋增长不仅通过局地斜压性，也受涡旋种子的影响。这种有组织的波包具有独特的长纬向范围和时间持久性，当中纬度地区引入理想地形时，其纬向范围大大缩短，导致下游风暴轴强度减弱。他们进一步发现地形对风暴轴强度的影响对背景流非常敏感。若背景流是弱的双急流（与大西洋急流类似），山地下游的风暴轴强度增强。这些结构表明地形对北半球两类风暴轴（太平洋和大西洋风暴轴）的影响不同。

该文的工作受Penny等人(2009)观测研究的启发。Penny等人(2009)利用再分析资料发现中亚（包括西伯利亚）是涡旋播种减弱发生的区域。他们利用拉格朗日追踪方法发现中亚山脉背风坡处气旋振幅和频率在冬季显著减弱，然而西太平洋气旋振幅和频率没有减弱，表明来自中亚减弱的涡旋播种是导致北太平洋风暴轴冬季抑制现象的重要因素。

根据以上研究，该文利用综合大气环流模式研究了中亚山脉对北太平洋风暴轴的作用。与Zurita-Gotor和Chang(2005)和S09所使用的简单模式相比，综合大气环流模式的优点在于结合了真实的地表边界条件和潜热，模拟了更真实的大气定常波。这使作者能够辨认在理想模式中无法捕获的相关机制。

改变中亚山地高度的一系列实验表明中亚山地的存在会抑制冬季北太平洋风暴轴20%-30%，但在其他季节影响较弱。山地增强了定常波动，有效减弱了冬季的高频瞬变涡旋。随后该文从涡旋下游发展和斜压能量转换两个角度来解释了原因。第一，风暴轴强度的减弱似乎与涡旋下游发展减弱有关。山脉破坏了波包的带向相干性，使它们向赤道方向折射。随着波包的纬向传播距离大大缩短，下游涡的发展也随之减弱。第二，中亚山地抑制了全球斜压能量转换。减弱的斜压能量转换，尤其是在欧亚大陆东部，减少了进入西北太平洋的涡旋扰动数量。在该模式实验中，正压控制并未用于解释风暴轴的减弱。

Lee et al,2013, Role of TP on the Annual Variation of Mean Atmospheric Circulation and Storm-Track Activity

如TP和落基山这些大尺度山脉能对天气和全球气候产生显著影响。TP是世界上主要的地形特征之一。以往很多研究都探究了TP动力和热力作用对全球气候变化的影响。发现TP对亚洲季风的热力作用呈现出一个减弱的趋势。夏季TP热力作用占主导，冬季则是TP动力作用占主导。TP作为一个巨大障碍所提供的减速和转向作用使得风场出现一个非对称偶极子结构，即在TP南部生成气旋，TP北部反气旋。西风带在TP北部的向北偏转和由此导致的径向温度梯度增强，有利于斜压涡旋的产生。Broccoli and Manabe (1992)发现TP存在时，大尺度定常波发展并影响中纬度气候。

除了背景流、海陆对比、非绝热加热这些重要因子外，地形也能影响风暴轴活动。Lee and Mak (1996)利用一个简单干模式探究了北半球地形对冬季风暴轴维持的作用，发现纬向流与山地的相互作用可以增强太平洋和大西洋西部的局地斜压性。Son等人(2009)发现地形能改变下游风暴轴强度，但这种影响高度依赖于背景流结构。关于风暴轴活动的次季节变率，Penny等人（2010）发现太平洋风暴轴活动的冬季抑制现象由中纬度亚洲Eady growth rate在冬季的极小值造成。Park等人(2010)表示风暴轴活动的减弱与中亚山地存在时涡旋下游发展减弱及欧亚大陆东部的斜压能量转换被抑制有关。

虽然最近的研究指出定常波及与之相关的涡旋播种效应对北太平洋瞬变涡旋的潜在重要性，但定常波与瞬变涡旋间的动力联系目前还未得到充分理解。地形强迫定常波对下游瞬变涡旋活动的影响需要进一步研究以更好地理解风暴轴动力学。该研究以控制TP高度的海气耦合模式实验为基础，深入探讨了地形对平均流和瞬变涡旋活动的季节平均、次季节变化、年循环的影响，特别关注了TP对太平洋风暴轴冬季抑制现象的作用。

发现TP在调整大气环流的年变化和风暴轴活动中起到三种作用：

1. 与以往研究一致，冬季时期，TP倾向于增强上层急流并增强北太平洋斜压性，但显著减弱TP、东亚和西北太平洋的风暴活动
2. TP放大了与瞬变涡旋密切相关的定常波。特别的，TP增强了西伯利亚高压和阿留申低压，从而增强东亚冬季风并减弱风暴轴活动。
3. TP能显著调节太平洋风暴轴活动的次季节变化。特别的，TP倾向于抑制隆冬时期的太平洋风暴轴活动，尽管他增强了沿太平洋急流的斜压性

太平洋风暴轴活动的冬季抑制现象能在完整TP的模式中很好重新，但当TP高度降低时，该现象逐渐消失。可能原因有：

1. 过分强的急流导致正压能量转换不充分；
2. TP北部斜压性减弱；
3. SST变化从而改变湿静力能。