近日，《自然》旗下期刊《通訊—地球與環境》在線刊發了中科院海洋所常鳳鳴團隊與河海大學、自然資源部第一海洋研究所等單位的最新合作研究成果。該研究重建了36萬年以來西太平洋暖池區表層和次表層水的古溫度、鹽度演化歷史，從長時間尺度上揭示了地球軌道通過太陽輻射變化變化影響熱帶氣候類ENSO式過程的機制。
現代觀測和模擬資料顯示，在年際尺度上，西太平洋暖池次表層水體的變化與ENSO過程以及亞熱帶的上部大洋層化密切相關。地質記錄則顯示在地球軌道尺度上，也存在類似的演化過程；然而長時間尺度上該過程的發生機制尚不明確。
記者了解到，該項研究依托中科院海洋所古海洋學團隊的重大儀器平臺和長期在西太海區的古海洋學研究基礎，通過測試西太暖池區沉積物中生活水深不同的多種浮游有孔蟲殼體的穩定氧同位素和鎂鈣比值，獲取了36萬年以來區域表層和次表層水古溫度與古鹽度記錄，結合瞬變數值模擬（CESM）的結果，發現長時間尺度上南太平洋亞熱帶海區潛沉表層水溫鹽屬性的改變，能直接影響熱帶西太平洋上部水體的層化結構，從而導致歲差尺度上的類ENSO過程。
研究表明，南太平洋亞熱帶海區表層水體的潛沉能將地球軌道歲差信號（~23ka）通過等密度面傳送到熱帶西太平洋海區的次表層，并呈現出一種長時間尺度上的類ENSO過程：當歲差處于極小值時，熱帶太平洋更偏向類拉尼娜態。在歲差極大值時，熱帶太平洋則更偏向類厄爾尼諾態。該研究為理解地球軌道變化如何影響熱帶氣候變化提供了重要的物理機制，并為認識地質歷史時期長時間尺度上的類ENSO過程提供了理論框架。
該項研究得到中科院戰略性先導科技專項（B類）、國家自然科學基金等項目的聯合資助。論文第一作者張帥博士畢業于中科院海洋所，現為河海大學博士后，中科院海洋所常鳳鳴研究員和自然資源部一所李鐵剛研究員為共同通訊作者。
相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s43247-021-00305-5