新研究揭示小冰期热带太平洋气候突变

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在菲律宾北部的布鲁桑湖采集样本。鸣谢:菲律宾环境和自然资源部&布鲁桑环境保护倡导者协会。

（）据德国亥姆霍兹研究中心协会：一场厄尔尼诺事件正式开始了。这种气候现象起源于热带太平洋，每隔几年就会出现一次，它将影响全球未来一年或更长时间的天气，并引发各种极端气候。类似厄尔尼诺的情况也可能在几十年或几个世纪的更长时间内发生。

由哥本哈根大学的Ana Prohaska和德国地球科学研究中心(GFZ)的Dirk Sachse领导的一个国际研究小组已经证明了这一点。他们对菲律宾一个湖泊沉积物中的生物标志物——有机分子或维管植物的分子化石——进行的分析表明，在公元1600年至1900年的小冰期，该地区出现了异常干燥的时期

这项研究结果已经发表在《通讯地球与环境》杂志上。它们表明了解热带太平洋-大气气候的过去动态对于改进气候模式和预测未来气候变化是多么重要。

厄尔尼诺现象

赤道太平洋气候的一个显著特征是东西不对称，西部表层海水较暖，东部表层海水较冷。东风将表层水向西吹，使得赤道上升流将较冷的水带到东侧。这种不对称性在今天的气候中被打破，导致厄尔尼诺现象以几年的不规则间隔发生，并持续9-12个月。

在厄尔尼诺事件期间，从秘鲁海岸到太平洋中部，赤道沿线的海面温度会升高。东南风显著减弱，并可能发展轻微西风。在赤道西太平洋，其特点是降水丰富，异常干旱，而其他干燥的太平洋东部边缘可能会经历暴雨。

在全球变暖的背景下，厄尔尼诺预计将在全球范围内带来创纪录的高温和各种极端气候事件，如干旱、洪水和野火，这将严重影响数百万人的生活和福祉。

较长时间尺度上的类厄尔尼诺现象

虽然厄尔尼诺是一种年际气候现象，但热带太平洋的气候系统也可以在几十年和几个世纪的较长时间尺度上表现出类似厄尔尼诺的行为，这与太平洋海面温度的东西梯度有关。

哥本哈根大学助理教授、前GFZ访问科学家安娜·普罗哈斯卡(Ana Prohaska)和GFZ第4.6节“地貌学”工作组组长、亥姆霍兹研究项目“改变地球——维持我们的未来”主题5“未来景观”负责人德克·萨切斯(Dirk Sachse)领导的团队最近已经证明了这种行为

研究小组描述了小冰期后半期(大约从公元1630年持续到1900年)向类似厄尔尼诺现象的条件的明显转变。特别值得注意的是，在短短一代人的时间里，条件变化持续了200多年。



布卢桑湖沉积物岩心的回收。鸣谢:菲律宾环境和自然资源部&布鲁桑环境保护倡导者协会。

通过沉积物岩芯研究对过去的气候洞察

研究小组检查了2013年从菲律宾北部的布卢桑湖收集的沉积物岩芯。沉积物序列提供了对该地区过去1，400年气候演变的见解，该地区今天受到厄尔尼诺事件的强烈影响。

特别是，研究人员分析了叶蜡生物标志物中稳定氢同位素的组成(δDwax)。这些是分子化石，起源于维管植物叶片的保护表层。这一分析提供了关于他们一生中的水供应的见解。

该研究显示，δDwax值在公元1600年至1650年之间突然显著增加，表明在小冰期的后半期，西太平洋热带地区向更干燥的条件转变。研究人员将这种变化归因于热带太平洋平均状态的变化，这种变化与纬向梯度有关，即海洋表面温度的东西差异。

当前研究对气候预测的意义

该研究的主要作者Ana Prohaska强调了这项研究的重要性:“我们的研究为热带太平洋海面温度的纬向梯度和水文模式之间的复杂关系提供了令人信服的证据。了解热带太平洋气候系统过去变化的性质和速度对于预测未来气候变化及其对这一脆弱地区的潜在影响至关重要。”

来自GFZ的Dirk Sachse补充说，“尽管越来越多的证据表明，过去曾发生过气候突变，但目前的气候模型无法重现热带太平洋平均状态的这种突变。这突出了对潜在机制的理解仍然有限。在人为气候变化的背景下，更好地理解热带太平洋平均状态复杂动态的驱动因素和后果非常重要。为此，将古气候数据整合到现代气候模型中起着至关重要的作用。”