五月初至今的MJO事件讓南海到東亞地區的風場比起近幾年更早轉成了西南風，然而受限於MJO本身性質對於赤道西風的抑制作用以及南半球跨赤道流尚未完全建立，五月份的東亞大氣環境以夏季季風爆發嚴格上來說只能算是完成了一半，畢竟完整的跨赤道氣流尚未出現。不過不用擔心，隨著五月份的MJO事件的後續效應逐漸浮現，顯著跨赤道流的出現以及降雨量應該是可以預期的。
今天想分享的部分，主要會圍繞著五月份以來的MJO事件引發的一連串後續效應如何影響到六月份的東亞氣候狀況：
首先把MJO的縮寫展開：Madden Julian Oscillation，名字裡有著震盪的意義，那就一定有週期性可言。
這類的30~60天左右的週期性如何循環？震盪的對流訊號初始如何形成？在目前來說尚未有一個獲得共識的說法，目前就MJO的生成機制上的學說有印度洋地區的局地強迫、熱帶外的強迫效應，以及連續生成過程等(Hsu et al. 1990, Zhao et al. 2013, Mei et al. 2014)，然而常常有在注意MJO訊號的傳播過程就可以知道，不是每個對流訊號都那麼的規律在1-8相位上移動完一輪、MJO生成初始的對流訊號也不總是在西印度洋、對流訊號也不是總是遇到海洋大陸就消散，強度也不是在熱帶印度洋至西太平洋最強有時可以在中太平洋才顯著發展…..等等，有很多常規以外的事件，因此在MJO的形成機制上，不同的學說往往能解釋的種類也有限。
這跟今天要說明的有甚麼關係呢，首先先看一下近期的MJO對流事件如何演變：
可以看到從四月下旬一個自2、3相位出發的MJO事件，在四月下旬到五月度過了2-８相位，到了五月下旬的此刻又回到了西印度洋1相位，幾乎也算是完整的走完了一個週期，且強度預期十分可觀，先把注意力放在監測到的已發生之訊號部分就好，可以看出這是一個連續生成的MJO事件。
這就是今天第一個要分享的主題：MJO的自我繁殖-連續生成機制的實例。
在進入主題之前還是要來複習一下以前已經提過很多次的赤道上異常加熱引起的風場模型：Gill pattern：
主要概念就是赤道上的異常加熱像是海溫或是MJO事件，會在赤道上因為加熱產生輻合效應，進而產生加熱區東（西）側東（西）風強化的效應，東側的東風距平結構伴隨Kelvin Wave的訊號，西側的赤道西風距平往南北半球遞減產生的風場是赤道Rossby Wave的氣旋式結構。Kelvin Wave只能在東風場內傳遞，反之赤道Rossby Wave只能在西風風場下傳遞。
對MJO而言可以簡化成下圖的形式：
向西傳遞的赤道Rossby Wave具有下列結構：
可以看到一列由加熱區沿著赤道向西傳遞的波列。
其中在反氣旋距平的Rossby Wave，常常伴隨下沉運動，對於MJO而言，其活動區域後方的緯向垂直次環流下沉區正好疊加在這塊區域上，因此也就形成了MJO後方的下沉乾燥穩定區域（右下圖橘色區域）：
這塊反氣旋運動區域對於MJO連續生成事件上的影響扮演至關重要的腳色：
如前面所述的MJO加熱伴隨的Kelvin Wave跟Rossby Wave分別只能在東/風場中傳遞，就這個MJO事件來看其加熱所伴隨的Rossby Wave，可以在MJO通過後引發的西風距平環境中持續西傳，直至印度洋內，由於反氣旋式風場受惠於MJO後方的垂直緯向環流下沉區支持得以在向西傳播的過程中維持強度，而反氣旋式距平在低緯度引發的東風分量會抑制住由MJO通過造成的短暫西風分量強化的情形，進而導致低緯盛行西風的狀況再度被抑制住。
其實這也是這次MJO在五月初通過海洋大陸後，後方西風強化的區域有限，僅侷限於孟加拉灣至西太平洋側，而並未一直持續的原因，除了南半球信號尚未就位以外，MJO本身的抑制作用也有關聯，如五月中上旬這張印度洋850hPa風場距平就可看出顯著的Rossby Wave反氣旋距平場以及其引起的東風距平：
從波列傳遞跟風場的時間序列圖也可以看出Rossby Wave在傳遞進入印度洋後的風場隨時間變化：
（OLR距平以及伴隨之波動傳遞訊號隨時間變化，藍圈為MJO訊號，黑圈為Rossby Wave訊號，綠圈為Kelvin Wave訊號。實線表正相位/氣旋式距平訊號，虛線表負相位/反氣旋式距平訊號，摘自北卡羅來納州立大學氣候研究所熱帶訊號監測網）
（850hPa近赤道區緯向風距平，暖色系為西風距平，冷色系為東風距平，摘自北卡羅來納州立大學氣候研究所熱帶訊號監測網）
上面兩張圖的分析首先針對Rossby Wave的傳播以及進入印度洋後造成的東風距平效應說明，可以看出MJO造成的短暫西風距平效應提供給Rossby Wave傳遞背景，並於傳遞過程中快速將西風距平抑制並轉成東風距平的過程，時間十分吻合。
在Kelvin Wave傳遞過程中，波列時序圖部分也顯示其在MJO形成後便一路東傳跨越西半球，Kelvin Wave東傳必須在東風的環境下：
可以看到在MJO東傳過程的四月下旬至五月上旬，MJO本身在海洋大陸對流訊號以及此時的近似CP-Nino海溫事件，引發了低層太平洋赤道大氣顯著的東風距平，為Kelvin Wave持續的東傳提供了良好的背景環境，也和後來上圖的觀測結果吻合。
一則以西，一則以東，MJO傳遞過程中加熱產生的兩種不同性質波動傳遞的結果，跟我們要談的MJO連續生成事件有甚麼關係呢？
這就要介紹接下來本文第一段的重點：
關於連續生成的一個重要學說：上下游效應。
這個效應是2013年夏威夷大學的李天明教授等人提出的，主要以週期性循環的角度出發，探討MJO傳遞過程中加熱產生的兩種不同性質波動如何影響到後來的新一輪MJO生成事件：
上游強迫效應（upstream forcing）：
在MJO相位一的上游數萬公里處，有前一個MJO事件已經發展傳遞至西太平洋，其加熱產生的赤道東風距平為其本身的Kelvin Wave持續東傳開路，當然有海溫配合就更好，但假如是發生在強聖嬰年東太平洋有高海溫以及赤道為西風距平的情況，就有點難以形成這樣好的條件。而Kelvin Wave東傳跨越西半球後再度進入非洲及西印度洋，作為引信的腳色，啟動新一輪MJO事件。
然而有引信是不夠的，也要足夠的火藥才行。
這就是下游強迫效應（downstream forcing）所扮演的腳色：
在MJO相位一的下游數千公里處，有前一個MJO事件已經發展傳遞至西太平洋，其加熱產生Rossby Wave傳遞進入印度洋時產生的東風距平，會引發兩種過程來促使西印度洋大尺度對流訊號的肇始：
第一個是透過赤道東風層的強化，將熱帶印度洋的水氣往西印度洋邊界層大氣輸送不停堆積， 此時上游Kelvin Wave還在西半球慢慢跑，此時此效應可先將該要準備好的”火藥”先堆好堆滿，在新一輪MJO事件肇始前，熱帶西印度洋邊界層內會有下沉轉上升運動、比濕及相當位溫從低到高、OLR從高到低….等等象徵熱帶西印度洋邊界層大氣有利大尺度積雲對流發生的環境，大約在MJO肇始前15天左右可以看到這些訊號的出現：
第二個是大家不陌生的Bjerknes response中風生洋流遇到地形產生的下沉運動導致躍溫層加深的上層海洋增溫作用，由於印度洋赤道東風被下游強迫效應的Rossby Wave強化，這就導致了赤道印度洋表層洋流被東風強制往西帶，在非洲東岸下沉，加深躍溫層，導致非洲東岸西印度洋海溫急遽上升，有點類似El-Nino發生的狀況但時間空間尺度及規模小得多，這就有利於第一點西印度洋邊界層不穩定條件的再強化（事實上這一點可以說是第一點大氣邊界層不穩定的因，海溫常常扮演驅動大氣環流的腳色），從五月份的印度洋海溫變化即可看出這一點：在五月中旬以後的熱帶西印度洋海溫大幅竄升至3-4度高距平，時間上稍落後和東風訊號進入印度洋的時間，但這是由於風場驅動洋流再到洋流抵達東非時需要更多時間所以稍微滯後，整體順序可說是相當吻合（點選下列網址開啟新分頁影片）：
https://i.imgur.com/e2dWWbj.gifv
而這次事件引發的海溫異常同樣也反映在印度洋偶極子(IOD)的相位變化上，導致其本身今年初以來弱的正相位背景（西印度洋高海溫，東印度洋低海溫）的狀況大幅被強化，形成強烈正IOD事件，反映在下圖DMI指數上有著急遽上升的變化。而這是由MJO事件引發的後續效應，對於接下來一個月東亞至南亞的大氣穩定度以及降水有重要的關聯，將會在本文的第二部分提及。
總而言之，上下游效應的整體概念反映在MJO連續生成過程可用下圖說明：
首先在本次MJO肇始前近一個月已有前一個MJO在下游西太平洋活動，-25~-15天在印度洋有此MJO事件的反氣旋式Rossby Wave傳遞進入印度洋並強化低緯度東風，-15天至onset時可以看到西印度洋OLR已逐漸轉負，－10天至onset時可以看到上游區Kelvin Wave在西半球的傳遞過程將低層大氣轉成西風訊號…..直到Kelvin Wave抵達西印度洋，一個新的MJO訊號再度開始。
來看看這次的事件是否也在五月下旬onset前有如此的前置訊號反映：
對比赤道印度洋850hPa緯向風距平，可以發現跟前述的上下游效應，以及本次事件中的兩種波動傳遞時間序列，有極佳的一致性，上下游效應的共同作用，對於本次新一輪的MJO觸發上有著極為重要的起因關鍵性。
上圖的印度洋邊界層上升運動時間序列圖同樣可以對應到印度洋東風距平序列，在第二次MJO事件肇始前10天，中至西印度洋邊界層大氣原先為反氣旋Rossby Wave伴隨之下沉運動主宰大氣穩定度的狀況，逐漸被扭轉成有利上升運動發展對流並醞釀MJO的背景上升運動條件。
第一部分到這裡就差不多結束了，主要是MJO如何透過這次的個案清楚展現出來上下游效應的影響，使其在30~60天左右的周期內循環不息。
上下游效應可以用來解釋週期性MJO彼此之間如何觸發循環，但不是所有的MJO事件都可以用此機制解釋其生成，首先這對於某些在非第一相位突然冒出來的MJO、或是在第一相位發展但卻先前無任何MJO的相對孤立事件就不能解釋，且也不是第一個MJO觸發之後就能繼續接二連三以此機制持續”繁殖”新一輪的MJO事件，有時只有單一事件。因此除了MJO本身自己的波動上下游效應過程外，外在背景場的條件比如各種海溫異常因子、中緯度的外在強迫訊號….等等，在某些MJO生成事件中可能比起上下游效應更加重要，受限於篇幅以及個案收集（這是筆者在2015年閱讀完李教授等人的文獻後首度親眼見到的上下游效應教科書級經典個案），其他類型MJO伴隨的成因個案分析介紹，留待日後有有緣見到再說吧。
接下來看看連續生成事件之後的一些後續效應對六月份東亞大氣背景的影響，也順便看一下其他可能影響此時期大氣狀況的大尺度背景訊號如何作用。
前面提及了在連續生成事件中，反氣旋式Rossby Wave傳遞進入印度洋並強化低緯度東風的過程促進了Bjerknes response中風生洋流遇到地形產生的下沉運動導致躍溫層加深的上層海洋增溫作用，導致IOD正相位事件
規模雖不及ENSO，但短期內急遽顯著的增溫事件仍能對於大氣環流造成一定程度的影響，對於印度洋至西太平洋夏季大氣而言，伴隨IOD正相位事件的大氣環流訊號異常通常反映在：
1.高層的南亞高壓強度勢力以及西太平洋副高：作為局地的加熱源，海溫強迫出來的大氣環流圈會導致北熱帶印度洋至亞洲大陸中高層的環流異常，類似P-J遙相關波列結構一般，在熱帶西印度洋高海溫區產生顯著的上升運動，伴隨該區高層輻散，至南亞一帶高層大氣下沉伴有高空的輻合距平，變成一個局地的次環流，結果便是形成波列結構往東北傳遞：
上面三張圖為Guan et al. (2003)文獻中針對1994年的夏季IOD正相位事件對於中高層亞洲大氣的的影響分析，(a)為150hPa向量風距平，可以看到在正IOD事件的成熟階段會伴隨著波列結構往東北方傳遞至亞洲西太平洋一帶，在青藏高原至東亞一帶表現為氣旋式距平。(b)為150hPa速度位距平，在西熱帶印度洋上空唯有一個強烈的輻散源，在東印度洋跟青藏高原附近氣流相對有輻合的狀況。(c)為北印度洋至東亞副熱帶區的垂直運動剖面，可以看到在印度洋有上升區，至青藏高原及西非有下沉區，構成緯向的垂直環流異常距平。
這種現象其實將會導致南亞高壓在夏季的勢力偏弱，中心變得不容易穩定在青藏高原上，原因是受到波列結構帶來的氣旋式距平以及高空輻合下沉運動抑制住了青藏高原的加熱效應，且此波列結構也影響到副熱帶西太平洋地區，同樣不利於副高勢力在夏天的發展。具體的研究如下圖李等(2001)研究所示：IOD事件與南亞高壓存在不錯的負相關性：
分析一下目前強正IOD事件剛成形的大氣環境：
上面兩張五月下旬的西印度洋及南亞一帶的高層速度位距平以及垂直運動距平剖面，可以看到在西印度洋有一個強烈高層輻散源，對應南亞到西太平洋的輻合，這當然也有可能是疊加了MJO的訊號在裡頭，但兩者作用其實是相同的，下圖是西印度洋到南亞的垂直運動距平，同樣也可以看到一個垂直次環流場自赤道西印度洋上升，在北印度洋至南亞一帶下沉。
初步看來梅雨季結束的重要因子－南亞高壓在六月份表現上可能仍舊偏弱，而其勢力發展是臺灣地區梅雨季結束與否的一個重要指標，目前看來偏弱的狀況持續，登上青藏高原後的勢力可能偏晚且也不穩定，其高層的輻散氣流也將偏弱，勢力偏弱的南亞高壓伴隨高層較弱的輻散場同樣不利於副高的勢力西伸，整體兩者可能導致東亞一帶大氣在六月變得不穩定些。
2.亞洲夏季季風強度以及降雨：
此外伴隨正IOD事件的低層風場背景其實也有利於強化南亞至東亞一帶的夏季季風強度。李等(2001)研究也顯示由於IOD正相位年赤道印度洋東風盛行，連帶強化了南半球副高勢力北側的東南信風帶，使其抵達非洲大陸時偏轉形成跨赤道噴流的強度在源頭處得以大幅提升，跨越來到北半球後，形成印度洋至南海一帶強烈的西南風場，亦即強化了亞洲夏季季風：
當前現況對比一下上圖a的正相位夏季低層風場距平：
可以說十分相似，所以此種情況下，研究也顯示在IOD正相位年發展的初夏，其實有利於中國華南一帶降水，考量到地緣關係，其實臺灣一帶的大氣環境不穩定進而有利降水的狀況，也許可以預期：
另外在西太平洋的海溫上：
可以看到近期內西太平洋熱帶地區的海溫依舊偏高，這也不利於副高勢力長期大幅度往西或低緯處伸展，同樣有利於南來氣流帶來更多水氣有利降雨，短期之內受到剛成形的正IOD事件以及MJO兩者共同作用在西太平洋未來10天左右可能產生下沉運動距平強化其在低緯度的勢力，六月初看來副高有機會受惠於此在東亞低緯沿岸保持勢力，應可達南海，但長期大尺度訊號背景看來，其實是不利於副高一直維持在東亞沿岸的勢力的。
其實低緯度的上升運動在大尺度的背景場上，大尺度緯向環流的平均狀態也是會左右低緯度上升運動受到其他次尺度的訊號干擾的程度，比如背景場有利於上升，那短期時間尺度比如MJO等造成的下沉作用時間範圍就短勢力也有限
，反之亦然。前面我們討論了印度太平洋的海溫以及MJO連續生成事件對低緯度大尺度環流場的影響，短期看來有利於西太平洋的副高增強，但海溫將可能抑制其增強加上南亞高壓勢力無法配合，除此之外低緯度的垂直運動真的無法再將副高勢力進一步強化了嗎，答案似乎是如此的。
上到下圖分別是70至100hPa的高層赤道緯向風場距平，以及平流層東西風交替的準兩年震盪QBO的時間序列(灰色是西風距平，白色為東風)，最新的QBO統計來到四月，西風距平下傳到70hPa左右，五月份的高層風場就看到最上面兩張，在印度太平洋的部分至少可看出70hPa已經全數被西風距平控制，100hPa的部分也有些許西風距平，從QBO的西風分量持續下傳至對流層頂部的特性來看，在初夏的這個六月很可能因此再進一步強化高對流層赤道西風，這有利於沃克環流上升支在海洋大陸及熱帶地區部分的強化，有利於上升運動，這有助於引發局地的經向環流在熱帶外下沉去強化副高，但受到海溫以及南亞高壓的影響可能強化程度有限，海洋大陸至低緯度的上升運動有被強化的背景條件反而更有助於東亞夏季季風的降水趨勢。
那麼在東亞夏季季風爆發上，主要還是要看南半球的大尺度訊號有沒有配合以及MJO的活動趨勢。在MJO的活動趨勢上，有顯著的東風跟高海溫可以說是對流訊號維持的必須條件，近期的RMM指數預測是傾向於2-3相位減弱，但從目前的觀測及預報資料來看：
五月下旬的IOD指數偏正，但反映在東赤道印度洋至海洋大陸海溫卻未顯著大幅偏低，事實上是正常附近，因為有低也有高，從此處海溫看來MJO對流應不至於完全得不到水氣補給。
最新赤道區的850hPa風場預測，由於前述提及的MJO及IOD正相位事件活動，西太平洋轉為下沉區，有利六月上旬副高在西太平洋低緯處西伸勢力維持，在赤道區預測也顯示出有強烈的東風距平出現，這有利於MJO對流訊號的強化，因為MJO本身活躍區域的風場訊號是西風，邊界層內西風若是遇上環境東風便可輻合激發出新的對流訊號，故有利MJO持續發展東移，此即Wave-CISK理論對於MJO對流訊號生成東移的概念。
所以個人觀點傾向認為MJO訊號不會快速消失在2-3相位，反而在海溫日益上升的印度洋海盆以及接下來短期內東風盛行的西太平洋低緯區，MJO應能於此地維持強度持續東移：
（就讓時間來驗證是否會近似黑箭頭吧）
除了MJO以外，南半球作為跨赤道流的源地，中高緯度冷空氣的活躍程度也會左右跨赤道流的強度，過去的研究當中認為南半球經向風場趨於活躍，代表中緯度波動頻繁，極區冷空氣易外洩北移，進而對北半球的跨赤道流強度產生正貢獻（何等（1989）、薛(2005)），南半球的冷空氣容易外洩與否的指標跟北半球相同，可以用繞極極渦的強度加以衡量，亦即屬於南半球極區的南極震盪指數”AAO”，跟北極震盪AO一樣，正（負）相位表示冷空氣不易（容易）外洩到低緯度：
五月中旬至今的南極震盪處在顯著的負相位，代表冷空氣容易自南極極區外洩，在影響到北半球得部分約有30-40天的滯後性，從下圖緯向平均的經向風場距平也可以看到，南風分量（橘色）在五月中下旬以後佔據了南極區的主要低層大氣經向風風場狀況，跟指數符合，代表著南極區的冷空氣自五月中以來就處在容易外洩北移的過程，考量到滯後性，這對一個月後的北半球夏季季風強度可能在上游處提供了強化的貢獻：
結論：
今天分享的重點主要還是從MJO連續生成的角度出發，探討實例個案對於接下來六月份的亞洲大氣環境狀況影響：
1.MJO的強度似乎可以預期，配合AAO在五月中旬以來顯著負相位，加上IOD事件受MJO連續生成事件影響大幅強化正相位等諸多因素， MJO以可觀強度東移至西太平洋並引發顯著的西南季風似乎可以預期。簡單來說，六月中旬以後可以留意一下跨赤道流的強度，應該頗為可觀。
2.南亞高壓以及副高偏弱的狀況可能受限於前述第一點而以長期觀點來看一直維持，有機會導致在西太平洋東亞大陸沿岸的大氣條件有趨向不穩定化過程的趨勢，這個趨勢預計在六月中旬當MJO如預期的般通過西太平洋後顯現出來，六月上旬受限於MJO跟IOD等因素副高仍有短暫的強盛期。
3.綜合以上判斷，海溫也偏高，大氣環境有利上升運動跟南來氣流的強化，六月份的總體降雨狀況依舊樂觀，有機會偏多且至少能達成正常水準，前期可能暖乾，六月中旬以後隨著跨赤道流西南季風建立，就要留意降雨狀況可能逐漸明顯起來。
以上文章僅為個人分析用途不作為預報用途，實際預報資訊仍以中央氣象局發布滯資訊為準。
資料來源：
NOAA_CPC、ESRL、CMA氣候監測網、JMA_TCC、Tropical Monitoring
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