The Science publish a research Pantropical climate interactions to review recent ad- vances in our understanding of the dynamics of pantropical interactions, including their decadal fluctuations, implications for seasonal and multi- year predictions, and future climate projections. We show that the linkages between the Indian, Pacific, and Atlantic Oceans can be exploited for improved seasonal to decadal climate predictions.

Evolution of tropical interbasin interactions during a typical El Niño event.

• 太平洋和印度洋
  • 主要是通过大气的Walk环流以及印尼群岛之间的海洋相连接的。
  • 大气的Walk环流在ENSO于IOB和IOD的相互作用间起到了决定的作用；另外海洋(印度尼西亚流：ITF)对印度洋-太平洋之间的 海洋交换也起了重要的作用。
• 大西洋和太平洋具有双向的影响
  • ENSO强迫产生赤道大西洋变率
  • 大西洋变率反过来影响ENSO

A.Mean:

• 太平洋和印度洋
• 通过大气的Walk环流
• 印尼群岛的海洋相联系。

B. JJA:

• ENSO 引起的 Walk 环流变化往往超前于印度洋海洋温度的偶极子结构 (IOD: Indian Ocean Dipole)，并有可能引发IOD (IOD也可能自发产生并对ENSO产生影响)。
• IOD
  1. 在夏季发展
  2. 在秋季达到最大
  3. 在冬初快速消失
  4. Positive Bjerknes Feedback使得IOD发展：
     • Positive Bjerknes Feedback：
       • 沿着赤道地区较弱的SST梯度回导致信风的减弱
       • 而增强的SST梯度会导致信风的增强
     • IOD发展：
       1. 在其暖位向时，东印度洋较冷
       2. 西印度洋较暖
       3. 在印度洋中部，驱动赤道东风
       4. 进一步增强东西温度的差异
       5. 增强正反馈
• 大西洋Nina(温度较低)

C. SON:

• IOD 继续发展
  • 伴随着在纬向上的对流活动
  • 其对西太平洋风场以及对ENSO的净效应是不确定的。
• Rossby波
  1. 由于西南印度洋温跃层较浅
  2. 当Walk环流较弱时
  3. 向西传播的向下的Rossby波会在北半球秋季使得SST增温

D. DJF：ENSO达到成熟(Mature)时期

• 较强的IOD正反馈作用会在西太平洋产生西风异常
• 导致El Nino发展
• IOB开始于北半球冬季：
  • IOB：
    • IOB是印度洋SST年际变率最主要的模态，强于IOD
    • 发展于北半球冬季
    • 定义为：印度洋年际-年代际尺度上印度洋的不均匀性增温/降温
    • IOB增温主要是由于：
      1. 表面蒸发作用的减少，
      2. 由于El Nino的remote forcing导致的短波辐射的增加
  • IOB虽然是由El Nino产生，但是它加速了El Nino的消亡
    • 当El Nino达到成熟期的时候
      1. IOB增强了印度洋的对流活动
      2. 这个对流活动将反过来增强西北太平洋反气旋异常，赤道西太平洋的东风
      3. 赤道东风的到来以及持续从冬季到来年夏季，加速了El Nino的消亡 (F)
      4. 导致了IOB两年(biennial)的周期
  • 较强的正位相的IOD导致长时间维持的IOB
  • 导致El Nino向La Nina的快速转换。
    • IOD——IOB——风场的突然变化
    • 太平洋降温
• 大西洋赤道北部(NTA: North Tropical Atlantic)增温
  • 赤道太平洋影响大西洋：
    1. 通过Walk环流，在大西洋减弱的Walk环流使得大西洋的活动减少
    2. 激发PNA模态，其表面低压中心位于副热带大西洋西部

E. MAM：

• IOB达到最大值，一般在El Nino成熟后的一个季节左右。
• 但是IOB并不只是ENSO的消极响应；ENSO激发IOB类似于电池给电容充电，然后IOB在ENSO的生命周期外激发出自己的气候效应，类似于放电。
• 在SON，由于Rossby波增温的SST
  1. 加强了对流活动
  2. 激发了跨赤道的不对称的风场异常
  3. 这个风场异常随后使得印度洋增温
• 赤道大西洋北部(NTA)在春季显著增温，3-5个月滞后于El Nino成熟(12月)：
  • NTA增温：
    1. 热带：东北信风减弱导致地表前热通量减少
    2. 中纬度：PNA的低压异常位于北部，活动减弱在南部，维持了风蒸发反馈：
       • 风蒸发反馈主要发生在，当暖洋面上风场的减弱会导致蒸发减少，使得洋面进一步增温；
       • 冷洋面上风场增强，导致蒸发作用增强，使得洋面进一步降温。
       • 风蒸发反馈的符号主要取决于风场异常相对于平均态是减弱还是增强。
    3. 模式均能模拟热带和中纬度机制，但是两者作用的相对大小并不确定
       1. 这是由于东北信风的减弱的原因：
          1. Walk环流和局地Hadley环流的异常
          2. Gill-type对亚马逊加热的响应
             • Gill-type是对热带加热异常的响应：
               • 东部-赤道大气Kelvin波：伴随着地面的东风异常
               • 西部-大气Rossby波：伴随着出现一对低压中心，两个气旋性西风异常位于赤道
          3. 对流层对El Nino的增温响应

F. JJA：post-El Nino summer monsoon：

1. 春季风场异常导致北印度洋在整个夏季增温
2. 同时辐射强迫导致的Kelvin 波斯得西北太平洋产生反气旋异常
3. 北印度洋于西北太平洋的正反馈作用加强了印度洋的增温。
4. 这个跨海盆的耦合模态导致ENSO后一年夏季的亚洲夏季季风增强

G. SON: La Nina

• 北太平洋的La Nina条件继续加强并移动对流活动，使之向西延伸

Tropical Atlantic influence on the Pacific

事实上，赤道北大西洋(NTA)增温同样也会影响ENSO

MAM:

1. NTA异常增温
2. 激发出Rossby波向西传播
   • 导致在副热带东北太平洋，东北信风的异常
3. Kelvin波
   • 在整个印度洋产生东风异常

JJA:

1. 产生SST的异常降温以及随后季节的降水异常减小
2. 反气旋异常西伸(Fig.1F)
3. 比较有利于CP型ENSO

DJF:

• 赤道东太平洋的东风异常反过来会产生La Nina

统计上

赤道大西洋Nino/Nina超前于太平洋的La Nina/El Nino 有着显著的负相关

EG.

• 大西洋Nino，在北半球夏季达到最大
• 在大西洋产生异常上升运动，在中太平洋产生异常下沉运动
• 相对应的在中太平洋和西太平洋产生东风异常
• 激发海洋上翻的Kelvin波
• 产生Bjerknes反馈

Rise of the tropical Atlantic influence