我科学家首次从能量学角度阐释气候演变的低纬驱动

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  本报上海10月20日电（记者孟歆迪）增加地球气候系统中关键海区——热带太平洋的上层海洋热量，很可能会导致亚洲东部季风区更为湿润。20日，国际学术期刊《自然》在线发表了同济大学海洋地质国家重点实验室翦知湣教授团队的最新科研成果——暖池区海洋热含量调控海洋-陆地之间的水汽传输。这项研究发现：热带海洋变暖对东亚季风气候具有强化作用，首次从能量学角度阐释了低纬海洋过程在气候演变中的驱动作用，为解答海-陆水热循环联系提供了最新见解。

  近年来，在全球变暖背景下，海洋热量持续增加，被认为与东亚区域登陆台风的破坏力增强紧密相关。然而，海洋热量与陆地降雨之间的联系方式和机制，仍然不够清楚。现代仪器观测资料的不足，极大限制了人类对极端天气/气候灾害的预测和预防能力，亟须利用地质记录和数值模拟等多种手段，研究过去的海洋热含量变化及其对海-陆间能量/水循环的调控作用。

  翦知湣团队首次利用暖池区10个深海沉积岩芯中的浮游有孔虫微体化石，重建了过去36万年以来上层海水（0至200米）热含量的变化，发现暖池热含量的重建记录与地球气候系统数值模式瞬变模拟的热含量曲线变化形态和幅度非常一致。团队还重建了暖池区表层海水的剩余氧同位素，其结果与暖池热含量变化一致，两者在岁差周期上均与中国石笋记录的大气降雨氧同位素呈同步变化：即暖池热含量增大，对应海水剩余氧同位素变重、而石笋氧同位素变轻。

  翦知湣表示：“这说明在万年尺度的天文周期上，暖池的热量变化可以调控太平洋与亚洲大陆之间的水汽传输。当暖池热量增加，热带海表蒸发增强、水汽汇聚，并以季风和台风的形式向相邻陆地传输，导致东亚降雨增加。”这一科学发现也是团队多年来关于西太平洋暖池次表层海水古海洋学研究的升华。

  此研究综合利用现代观测、古环境替代指标，以及海气耦合模式和水同位素数值模式的瞬变模拟，从暖池区上层海洋热含量（而非表层海水温度）的角度探索水汽潜热传输，通过海陆之间的水同位素梯度来衡量全球季风水循环强度，不仅拓展了古海洋与古气候的能量学研究新领域，也可为现代和未来气候变化提供“以古论今”的新思路。

  翦知湣为论文的第一和通讯作者，团队成员王跃、党皓文分别为第二、三作者和共同通讯作者。该项研究得到国家自然科学基金项目和上海市科委项目的资助。