以中国科学院地球环境研究所刘禹研究员为首的国际团队经过10年的潜心研究,在中太平洋厄尔尼诺研究方面取得重要进展。获得了目前全球最长的年分辨率的818年中太海表温度变化序列,它对分析未来热带太平洋气候变化趋势及其全球影响具有重要意义。研究发现,过去800多年中,最近20余年Niño
4区SST显著升高、变率增加、ENSO活动加剧。研究成果以Article形式于2017年5月30日发表在国际著名刊物Nature
Communications上。

热带太平洋在年际至百年尺度上显著影响全球气候的变化。中国科学院南海海洋研究所副研究员陈天然等科研人员,测定西沙永乐环礁珊瑚高精度U-Th年代和高分辨率Sr/Ca序列,重建了热带西太平洋近千年以来的海表水温的变化,对中世纪气候异常期和小冰期的海表水温、西太暖池的扩张/收缩以及对东亚季风影响等开展了深入研究,该成果发表在Geophysical
Research Letters
期刊上。

以600mm降水等值线为界,树木年轮宽度与温度、降水的相关性有所不同。

热带太平洋地区的海表温度异常会严重影响全球大气环流,在年际和年代际尺度上对全球气候变化有直接影响。大量研究表明,热带太平洋存在东部型和中部型两种不同类型的厄尔尼诺-南方涛动现象,他们分别以热带太平洋东部和中部地区SST异常变化为主要特征。利用观测资料和气候模型在热带太平洋地区开展了大量的研究工作,但是长时间序列的ENSO重建主要集中在东太地区。越来越多的证据表明,随着人类活动导致的全球增温,中太厄尔尼诺事件日益频繁,对全球气温和降水产生重要影响。目前,人们对中太厄尔尼诺事件变强的原因仍然知之甚少,迫切需要了解中太ENSO的变化历史及规律。

近千年以来的热带太平洋气候变化一直是古气候研究的重点和热点,尤其热带太平洋气候对两个特殊的气候异常期的影响机理。从中、东太平洋的研究结果看,在MCA和LIA,存在受厄尔尼诺气候平均态(“El
Niño- like” mean state)和拉尼拉气候平均态(“La Niña-like” mean
state)影响的两种观点。相对于中、东太平洋,千年尺度的西太平洋的古海温记录非常稀少。

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树木年轮具有分辨率高,定年准确,样本易得等特点,因此被广泛的应用到过去气候变化研究中,更是过去千年北半球及全球温度变化重建的主要依据。树木年轮中的稳定氧同位素继承了大气降水的δ18O,适合来研究区域水汽循环规律和机制。为了研究中太ENSO变化,中国科学院地球环境研究所树轮实验室联合国内外10余家单位,选择台湾大雪山生长的红桧为研究对象,建立了过去818年的年分辨率树轮δ18O年表,并成功利用这条年表重建了中太地区1190-2007年的SST变化历史。

皇家88平台注册,该成果利用古珊瑚重建了近千年以来的SST,发现MCA时期总体上相对LIA是暖期,但没有超过现代暖期,且MCA内部存在至少两个30-60年的冷事件,说明MCA并非稳定的暖期;此外,西太暖池在MCA时期扩张,而在LIA时期收缩,揭示了西太平洋暖池-中世纪暖期/小冰期-东亚季风存在响应关系。

树木年轮中记录着气候环境的变化。树轮宽度可以作为重要代用指标,来重建过去数百至数千年间,区域和全球尺度的温度和降水等气候要素的变迁历史。

研究人员发现,公元1651年发生过一次超强厄尔尼诺事件,南美的历史文献和热带太平洋的珊瑚对这次事件也有记录。在1790-1950年期间,有一个明显的低温时段,而1950年之后SST显著升高,是整个重建序列温度最高的时期。这个升温现象在Maiana和Palmyra的珊瑚δ18O序列中(均反映了SST变化并代表ENSO变化历史)也有明显表现,这与人类活动导致的全球升温现象十分一致。

该成果得到了国家自然科学基金面上项目、中科院青年创新促进会基金的资助,美国佐治亚理工学院、澳大利亚昆士兰大学等学者对成果也有贡献。

我国科学家对树轮的研究由来已久。1935年,郑子政在《气象学报》上发表论文《探求古代气候之一途径——树木年轮之研究》;1936年,严振飞在《气象学报》发表论文《风向与树木之生长》。自此以来,中国树轮研究日渐壮大,成为该研究领域中的一支重要力量,并在上世纪90年代以来,取得了许多令人瞩目的成就。然而,中国树木对气候变化响应的地理差异性仍不清楚。

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