我國科學家首次從能量學角度闡釋氣候演變的低緯驅動

增加地球氣候系統中關鍵海區——熱帶太平洋的上層海洋熱量，很可能會導致亞洲東部季風區更為濕潤。20日，國際學術期刊《自然》在線發表了同濟大學海洋地質國家重點實驗室翦知湣教授團隊的最新科研成果——暖池區海洋熱含量調控海洋-陸地之間的水汽傳輸。這項研究發現：熱帶海洋變暖對東亞季風氣候具有強化作用，首次從能量學角度闡釋了低緯海洋過程在氣候演變中的驅動作用，為解答海-陸水熱循環聯系提供了最新見解。

　　近年來，在全球變暖背景下，海洋熱量持續增加，被認為與東亞區域登陸臺風的破壞力增強緊密相關。然而，海洋熱量與陸地降雨之間的聯系方式和機制，仍然不夠清楚。現代儀器觀測資料的不足，極大限制了人類對極端天氣/氣候災害的預測和預防能力，亟須利用地質記錄和數值模擬等多種手段，研究過去的海洋熱含量變化及其對海-陸間能量/水循環的調控作用。

　　翦知湣團隊首次利用暖池區10個深海沉積巖芯中的浮游有孔蟲微體化石，重建了過去36萬年以來上層海水（0至200米）熱含量的變化，發現暖池熱含量的重建記錄與地球氣候系統數值模式瞬變模擬的熱含量曲線變化形態和幅度非常一致。團隊還重建了暖池區表層海水的剩余氧同位素，其結果與暖池熱含量變化一致，兩者在歲差周期上均與中國石筍記錄的大氣降雨氧同位素呈同步變化：即暖池熱含量增大，對應海水剩余氧同位素變重、而石筍氧同位素變輕。

　　翦知湣表示：“這說明在萬年尺度的天文周期上，暖池的熱量變化可以調控太平洋與亞洲大陸之間的水汽傳輸。當暖池熱量增加，熱帶海表蒸發增強、水汽匯聚，并以季風和臺風的形式向相鄰陸地傳輸，導致東亞降雨增加。”這一科學發現也是團隊多年來關于西太平洋暖池次表層海水古海洋學研究的升華。

　　此研究綜合利用現代觀測、古環境替代指標，以及海氣耦合模式和水同位素數值模式的瞬變模擬，從暖池區上層海洋熱含量（而非表層海水溫度）的角度探索水汽潛熱傳輸，通過海陸之間的水同位素梯度來衡量全球季風水循環強度，不僅拓展了古海洋與古氣候的能量學研究新領域，也可為現代和未來氣候變化提供“以古論今”的新思路。

　　翦知湣為論文的第一和通訊作者，團隊成員王躍、黨皓文分別為第二、三作者和共同通訊作者。該項研究得到國家自然科學基金項目和上海市科委項目的資助。