最近，国际顶尖期刊《Quaternary Science Reviews》发表实验室张洋博士题为“ENSO-like evolution of the tropical Pacific climate mean state and its potential causes since 300ka”的研究成果，对晚更新世以来西太平洋暖池区类ENSO式的演化过程进行了重建，并简要探讨了其可能的驱动机制，这对理解地质历史时期中，高、低纬度气候之间的相互作用具有重要意义。此项成果由中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室张洋工程师、徐继尚副教授、李广雪教授、姜兆霞教授和瑞典隆德大学陆正遥教授等合作完成。张洋工程师为论文第一作者，徐继尚副教授为论文通讯作者。

作为全球接收太阳辐射最多、表层海水温度最高的区域，西太平洋暖池区 (Western Pacific Warm Pool, WPWP)通过厄尔尼诺-南方涛动(El Niño-Southern Oscillation，ENSO)和季风等过程影响着全球气候变化。越来越多的沉积记录证明，在地质历史时期西太平洋暖池也存在类似于现代ENSO过程的“类ENSO式”变化。而目前类ENSO式变化与冰期—间冰期旋回之间的响应关系和驱动机制及其与东亚季风的关联仍存在争议。

本研究利用位于西太平洋暖池核心区B10岩芯，重建了暖池区氧同位素8期以来的古气候记录（浮游有孔虫壳体Mg/Ca，碳氧同位素；粘土矿物及稀土元素含量），并结合数值模拟详细讨论了类ENSO式变化的过程和驱动机制。

图1. 本研究相关站位位置图及洋流概况图(图a B10为本研究站位)

图2. 300ka以来西太平洋暖池类ENSO式演化过程

结果发现：间冰期时，暖池区的气候更类似于现代的El Niño-like状态，此时东亚夏季风减弱，暖池区降水量减少；冰期时，暖池区的气候更类似于现代的La Niña-like状态，东亚夏季风增强，暖池区降水增加。频谱分析显示，暖池区的气候演化受到地球轨道参数的驱动。但是，上部水体温度具体有不同的周期信号，说明表层海水温度 (SST)和温跃层 (TWT)海水温度受到不同因素的影响。西太平洋暖池区的表层水体主要源自于热带过程，因此我们认为暖池区SST的信号可能直接受到太阳辐射量变化的控制。与赤道西太平洋不同的是，东太平洋的水体主要来源于其南北两侧的中高纬度环流，因此可能记录了高纬度的信号。我们进一步与南大洋的记录对比发现，南大洋地区水团（南极模态水和南极中层水）的迁移可能会影响暖池区次表层水体的上涌和表层生产力的变化，从而改变海-气CO₂的通量，最终影响晚更新世以来类ENSO式的演化。

图3. 频谱分析 (浮游有孔虫Mg/Ca重建结果)

图4. 频谱分析 (瞬变模拟结果)

图5. 赤道太平洋与南大洋地区古海洋记录对比

Zhang, Y., Xu, J*., Li, G., Lu, Z., Jiang, Z., Zhang, W., Liu, Y., 2023. ENSO-like evolution of the tropical Pacific climate mean state and its potential causes since 300ka. Quaternary Science Reviews 315, 108241.

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2023.108241