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在厄尔尼诺(El Ni(n)o)/拉尼娜(La Ni(n)a)发生时，西北太平洋地区会有一个异常反气旋（western North Pacific anticyclone，WNPAC）/气旋(western North Pacific cyclone，WNPC)持续存在。比如，在El Ni(n)o年，异常反气旋从El Ni(n)o发展期的晚秋迅速形成，通常在El Ni(n)o盛期的冬季达到最强，并可以持续到El Ni(n)o衰减期的夏季。尽管厄尔尼诺-南方涛动(El Ni(n)o-Southern Oscillation，ENSO)是激发WNPAC/WNPC的一个主要因素，但是，东亚冬季风(East-Asian winter monsoon，EAWM)的强、弱变化对WNPAC/WNPC的形成也有重要贡献。目前的研究对ENSO和EAWM在WNPAC/WNPC的产生和维持中的作用并不完全清楚;特别是EAWM和ENSO之间存在密切的关系，非常有必要进一步研究二者对WNPAC/WNPC演变的相对贡献。本文利用观测和再分析资料以及第五次耦合模式比较计划(Coupled Model Intercomparison on Project phase5，CMIP5)的模式资料，首先分析了ENSO和EAWM对WNPAC/WNPC演变的独立影响;进一步分析了太平洋年代际振荡(Interdecadal Pacific Oscillation，IPO)对ENSO和EAWM影响WNPAC/WNPC的调制作用;之后评估了CMIP5模式模拟ENSO和EAWM与WNPAC/WNPC关系的能力;最后，鉴于在ENSO条件下西北太平洋异常环流的维持情况也存在差异，分别针对El Ni(n)o和La Ni(n)a事件比较了不同西北太平洋异常反气旋/气旋持续性的差异。论文的主要研究结论如下:
(1)ENSO和东亚冬季风对西北太平洋异常反气旋/气旋持续性的独立影响。基于再分析资料，利用线性回归将ENSO和EAWM相互关联的部分去除，分别得到各自独立的部分（即ENSOres和EAWMres），研究了ENSOres和EAWMres对WNPAC/WNPC演变的独立影响。结果表明，在El Ni(n)ores情况下，异常西北太平洋反气旋从El Ni(n)o盛期冬季往往稳定持续到次年夏季，反气旋环流主要控制着热带和副热带地区;而在弱EAWMres时，异常西北太平洋反气旋在同期冬季表现为横跨热带和中高纬的系统，次年春夏季往往减弱或消失。进一步研究发现，El Ni(n)ores激发的WNPAC主要位于西北太平洋南侧，而EAWMres激发的WNPAC主要位于西北太平洋的北侧。对海表温度异常的分析结果表明，对应中东太平洋的暖海温异常，西太平洋受冷海温异常控制，印度洋和大西洋从前冬到次年夏季表现为一致增暖模态。因此，El Ni(n)ores激发的WNPAC在以上海区海温异常的共同作用下往往有很好的持续性，其中的物理机制包括局地海气相互作用、印度洋和热带大西洋电容器机制;对比而言，与弱EAWMres相关的海表温度异常信号主要分布在热带外地区，表现为北太平洋暖海温异常及其南北两侧冷海温异常的“三极子”分布型，该海温异常型难以对大气环流异常产生影响，使得EAWMres引起的WNPAC往往不能持续到次年春夏季。
(2)IPO对ENSO和EAWM引起的WNPAC/WNPC的调制作用。回归分析结果表明，ENSOres和EAWMres引起的WNPAC/WNPC的强度和分布在IPO的不同位相下都有所不同。相比于IPO的负位相，El Ni(n)ores激发的WNPAC在IPO正位相下更强。从对应的海温异常场上可以看到西太平洋的局地海温异常、印度洋和热带大西洋暖海温异常在IPO正位相下都较负位相下更强，这些都有利于在IPO正位相时El Ni(n)ores产生更强的西北太平洋反气旋异常环流。相反，弱EAWMres引起的WNPAC在IPO负位相下比正位相下明显偏强，这是由于负IPO位相常常伴随着阿留申低压的减弱，进而导致东亚沿岸的南风异常增强，这有利于EAWMres相关的WNPAC的进一步加强。
(3)CMIP5模式对西北太平洋异常反气旋/气旋持续性的模拟性能评估。首先，分析了CMIP5模式对ENSO和EAWM的模拟性能，基于技巧评分将18个CMIP5模式分为高、低技巧组对比研究。其次，ENSO高技巧组能模拟出ENSOres盛期冬季到衰减期夏季局限在低纬度的WNPAC/WNPC，相对应的，不同ENSO位相下与ENSOres相联系的反气旋/气旋维持机制也可以很好的模拟出来。ENSO低技巧模式组由于海表温度异常的模拟偏差而不能模拟出显著的WNPAC/WNPC随季节的演变特征。此外，EAWM高技巧组不仅模拟出了同期冬季横跨热带和热带外的反气旋性环流异常，在次年春夏季还模拟出不同于观测的WNPAC的持续性，这是由于中太平洋在次年春夏季的冷海温模拟偏差所致。EAWM低技巧组由于难以模拟出东亚冬季风的相关特征，导致不能合理的模拟出相应WNPAC的演变。最后，在18个CMIP5模式中，CNRM-CM5模式同时包含在ENSO和EAWM的高技巧组中，该模式可以合理的模拟出ENSO和EAWM的相关特征;并且，由于WNPAC持续性同时受到ENSOres和EAWMres的影响，该模式可以很好的模拟出WNPAC相关的持续性特征。
(4)El Ni(n)o事件下不同西北太平洋异常反气旋持续性的比较及其机制。El Ni(n)o事件的合成结果表明，西北太平洋异常反气旋从1月往往可以稳定持续到8月，但在5月常有明显的减弱。进一步将El Ni(n)o事件分为WNPAC持续型（WNPAC-P）和WNPAC减弱型(WNPAC-W)，研究结果表明在WNPAC-P型的El Ni(n)o衰减年的1月到5月，西北太平洋反气旋的持续性主要是由于热带西北太平洋冷海温和中东太平洋暖海温的共同作用，前者可以通过冷海温和反气旋环流之间的正反馈过程使得WNPAC得以维持，后者则可以通过引起Walker环流异常，在西太平洋产生辐散下沉，激发反气旋性Rossby波，使得WNPAC维持。而在El Ni(n)o衰减年的6到8月，西北太平洋反气旋异常则主要由热带印度洋和大西洋暖海温异常产生的电容器效应来维持。对WNPAC-W型的El Ni(n)o衰减年，往往在5月出现反气旋异常减弱，这主要是由于西北太平洋冷海温的偏弱造成的局地海气正反馈机制难以建立;此外，中太平洋暖海温异常的维持也不利于WNPAC的持续性。
(5)La Ni(n)a事件下不同西北太平洋异常气旋持续性的比较及其机制。LaNi(n)a事件的合成结果表明，西北太平洋异常气旋从1月通常只持续到5月，6月西北太平洋出现反气旋性环流异常导致WNPC的中断，之后的7至8月气旋性环流异常虽然再次出现但是明显偏弱且不显著。进一步将La Ni(n)a事件分为WNPC持续型(WNPC-P)和WNPC中断型(WNPC-I)，研究结果表明在WNPC-P型的La Ni(n)a事件衰减年的1至5月，异常气旋环流的维持主要受中东太平洋冷海温和西太平洋暖海温的共同影响。6月WNPC的维持则受热带印度洋和大西洋冷海温的共同作用，通过Gill响应激发Kelvin波，进一步通过Ekman辐散效应在西北太平洋地区激发出WNPC。7至8月印度洋和大西洋的冷海温减弱，对WNPC维持的贡献也随之逐渐减弱，此时赤道中东太平洋暖海温异常逐渐发展，中太平洋出现正降水异常，通过Gill响应有利于WNPC的继续维持。对WNPC-I型的La Ni(n)a事件，在其衰减年的6月，WNPC出现了中断。海温场分析结果表明，海温异常信号主要出现在中太平洋和印度洋，并且均为冷海温异常。中太平洋的冷海温异常可以引起负降水异常，通过Gill响应在其西北侧激发出反气旋性异常环流;而印度洋的冷海温异常通过电容器效应在西北太平洋地区激发出气旋性异常环流。因此，中太平洋的冷海温对WNPC的维持有削弱作用，进而使得印度洋冷海温无法有效的维持西北太平洋气旋性环流异常，最终导致WNPC的中断。
(1)ENSO和东亚冬季风对西北太平洋异常反气旋/气旋持续性的独立影响。基于再分析资料，利用线性回归将ENSO和EAWM相互关联的部分去除，分别得到各自独立的部分（即ENSOres和EAWMres），研究了ENSOres和EAWMres对WNPAC/WNPC演变的独立影响。结果表明，在El Ni(n)ores情况下，异常西北太平洋反气旋从El Ni(n)o盛期冬季往往稳定持续到次年夏季，反气旋环流主要控制着热带和副热带地区;而在弱EAWMres时，异常西北太平洋反气旋在同期冬季表现为横跨热带和中高纬的系统，次年春夏季往往减弱或消失。进一步研究发现，El Ni(n)ores激发的WNPAC主要位于西北太平洋南侧，而EAWMres激发的WNPAC主要位于西北太平洋的北侧。对海表温度异常的分析结果表明，对应中东太平洋的暖海温异常，西太平洋受冷海温异常控制，印度洋和大西洋从前冬到次年夏季表现为一致增暖模态。因此，El Ni(n)ores激发的WNPAC在以上海区海温异常的共同作用下往往有很好的持续性，其中的物理机制包括局地海气相互作用、印度洋和热带大西洋电容器机制;对比而言，与弱EAWMres相关的海表温度异常信号主要分布在热带外地区，表现为北太平洋暖海温异常及其南北两侧冷海温异常的“三极子”分布型，该海温异常型难以对大气环流异常产生影响，使得EAWMres引起的WNPAC往往不能持续到次年春夏季。
(2)IPO对ENSO和EAWM引起的WNPAC/WNPC的调制作用。回归分析结果表明，ENSOres和EAWMres引起的WNPAC/WNPC的强度和分布在IPO的不同位相下都有所不同。相比于IPO的负位相，El Ni(n)ores激发的WNPAC在IPO正位相下更强。从对应的海温异常场上可以看到西太平洋的局地海温异常、印度洋和热带大西洋暖海温异常在IPO正位相下都较负位相下更强，这些都有利于在IPO正位相时El Ni(n)ores产生更强的西北太平洋反气旋异常环流。相反，弱EAWMres引起的WNPAC在IPO负位相下比正位相下明显偏强，这是由于负IPO位相常常伴随着阿留申低压的减弱，进而导致东亚沿岸的南风异常增强，这有利于EAWMres相关的WNPAC的进一步加强。
(3)CMIP5模式对西北太平洋异常反气旋/气旋持续性的模拟性能评估。首先，分析了CMIP5模式对ENSO和EAWM的模拟性能，基于技巧评分将18个CMIP5模式分为高、低技巧组对比研究。其次，ENSO高技巧组能模拟出ENSOres盛期冬季到衰减期夏季局限在低纬度的WNPAC/WNPC，相对应的，不同ENSO位相下与ENSOres相联系的反气旋/气旋维持机制也可以很好的模拟出来。ENSO低技巧模式组由于海表温度异常的模拟偏差而不能模拟出显著的WNPAC/WNPC随季节的演变特征。此外，EAWM高技巧组不仅模拟出了同期冬季横跨热带和热带外的反气旋性环流异常，在次年春夏季还模拟出不同于观测的WNPAC的持续性，这是由于中太平洋在次年春夏季的冷海温模拟偏差所致。EAWM低技巧组由于难以模拟出东亚冬季风的相关特征，导致不能合理的模拟出相应WNPAC的演变。最后，在18个CMIP5模式中，CNRM-CM5模式同时包含在ENSO和EAWM的高技巧组中，该模式可以合理的模拟出ENSO和EAWM的相关特征;并且，由于WNPAC持续性同时受到ENSOres和EAWMres的影响，该模式可以很好的模拟出WNPAC相关的持续性特征。
(4)El Ni(n)o事件下不同西北太平洋异常反气旋持续性的比较及其机制。El Ni(n)o事件的合成结果表明，西北太平洋异常反气旋从1月往往可以稳定持续到8月，但在5月常有明显的减弱。进一步将El Ni(n)o事件分为WNPAC持续型（WNPAC-P）和WNPAC减弱型(WNPAC-W)，研究结果表明在WNPAC-P型的El Ni(n)o衰减年的1月到5月，西北太平洋反气旋的持续性主要是由于热带西北太平洋冷海温和中东太平洋暖海温的共同作用，前者可以通过冷海温和反气旋环流之间的正反馈过程使得WNPAC得以维持，后者则可以通过引起Walker环流异常，在西太平洋产生辐散下沉，激发反气旋性Rossby波，使得WNPAC维持。而在El Ni(n)o衰减年的6到8月，西北太平洋反气旋异常则主要由热带印度洋和大西洋暖海温异常产生的电容器效应来维持。对WNPAC-W型的El Ni(n)o衰减年，往往在5月出现反气旋异常减弱，这主要是由于西北太平洋冷海温的偏弱造成的局地海气正反馈机制难以建立;此外，中太平洋暖海温异常的维持也不利于WNPAC的持续性。
(5)La Ni(n)a事件下不同西北太平洋异常气旋持续性的比较及其机制。LaNi(n)a事件的合成结果表明，西北太平洋异常气旋从1月通常只持续到5月，6月西北太平洋出现反气旋性环流异常导致WNPC的中断，之后的7至8月气旋性环流异常虽然再次出现但是明显偏弱且不显著。进一步将La Ni(n)a事件分为WNPC持续型(WNPC-P)和WNPC中断型(WNPC-I)，研究结果表明在WNPC-P型的La Ni(n)a事件衰减年的1至5月，异常气旋环流的维持主要受中东太平洋冷海温和西太平洋暖海温的共同影响。6月WNPC的维持则受热带印度洋和大西洋冷海温的共同作用，通过Gill响应激发Kelvin波，进一步通过Ekman辐散效应在西北太平洋地区激发出WNPC。7至8月印度洋和大西洋的冷海温减弱，对WNPC维持的贡献也随之逐渐减弱，此时赤道中东太平洋暖海温异常逐渐发展，中太平洋出现正降水异常，通过Gill响应有利于WNPC的继续维持。对WNPC-I型的La Ni(n)a事件，在其衰减年的6月，WNPC出现了中断。海温场分析结果表明，海温异常信号主要出现在中太平洋和印度洋，并且均为冷海温异常。中太平洋的冷海温异常可以引起负降水异常，通过Gill响应在其西北侧激发出反气旋性异常环流;而印度洋的冷海温异常通过电容器效应在西北太平洋地区激发出气旋性异常环流。因此，中太平洋的冷海温对WNPC的维持有削弱作用，进而使得印度洋冷海温无法有效的维持西北太平洋气旋性环流异常，最终导致WNPC的中断。