拉尼娜是常与厄尔尼诺相伴生的热带太平洋海表温度异常现象。当拉尼娜发生时,西太平洋海表温度相比于多年平均值偏暖,而东太平洋偏冷,导致热带太平洋东西向的海表温差增大,厄尔尼诺发生时则与之相反。同时,这种海洋异常又与大气过程相联系,被统称为厄尔尼诺与南方涛动(El Niño/Southern Oscillation,ENSO)。研究资料显示,在全球变暖的气候背景下,可能会更频繁地发生拉尼娜或厄尔尼诺事件,导致热带飓风、雪灾等极端气候事件更加频繁的产生。目前仅依靠较短的仪器观测记录,很难获得未来气候变化的可靠论断。为了准确理解ENSO过程的演化机理和动力机制,更好的预测未来的气候走向,需要以史为鉴,借助地质记录中ENSO的蛛丝马迹,寻找其长期演变规律,揭示其背后的物理过程和驱动机制。
现代观测和模拟资料显示,西太平洋次表层水体的变化与ENSO的演化密切相关。其通过赤道潜流的传输,对东太平洋的温度产生直接影响,是预警ENSO变化的重要组成部分。此外由于西太平洋的次表层水体来源于亚热带海区表层水体向赤道方向的下沉输送,使得其成为热带外过程与热带气候之间重要的枢纽。目前,在地质时间尺度上,对西太平洋次表层水的温盐演变及其与亚热带南太平洋间联系的研究凤毛麟角,亟需更多的工作来揭示其演变特征。
“ 假管窥蠡测之功,蚍蜉亦可撼树。” 在海洋中,广泛生活着一种具有碳酸钙骨骼的微体生物——浮游有孔虫,不同属种的浮游有孔虫能相对稳定地生活在各自的特定水层,该水层的物化信息便被记录在有孔虫的壳体中。在浮游有孔虫短暂的生命结束后,其壳体会沉到海底,保存在沉积物中。随着时光的流逝,它们在海底层层相叠,形成记录着过去海水变化的“时间简史”。
图一
热带太平洋现代温盐结构及研究站位KX97322-4所在位置
研究内容
图二
三十六万年来热带西太平洋表层和次表层温盐演化历史
图三,
地球轨道岁差极小值和极大值对应的热带太平洋热状态和环流结构
研究总结
本文第一作者为河海大学海洋学院博士后张帅,通讯作者为自然资源部第一海洋研究所李铁刚研究员和中国科学院海洋研究所常凤鸣研究员,合作者还包括中国科学院南京地质与古生物研究所俞宙菲博士、中国地质大学(武汉)宫勋教授、同济大学王跃副教授、德国阿尔弗雷德-瓦格纳研究所Gerrit Lohmman教授和河海大学齐义泉教授。该项研究得到中国科学院战略性先导专项(XDB42000000)、国家自然科学基金(41830539,41906058,41706040,41606045,41976047)、中国博士后科学基金(2017M611667)、同济大学海洋地质国家重点实验室开放课题(MGK1711)、中国科学院海洋地质与环境重点实验室开放基金(MGE2017KG07)以及德国NOPAWAC项目(03F0785A)等项目的资助。
本文来源:河海大学海洋学院