8月14日，《自然》子刊《自然·地球科学》（Nature Geoscience）在线发表了我校地球和空间科学学院极地环境研究室孙立广课题组的研究论文《热带太平洋水文记录揭示过去两千年南方涛动指数变化》(A record of the Southern Oscillation Index for the past 2,000 years from precipitation proxies)。该论文利用热带太平洋地区水文记录对过去千年太平洋厄尔尼诺以及沃克环流的变化情况进行了重建，并对世纪尺度ENSO（El Niño-Southern Oscillation，即厄尔尼诺南方涛动）的变化机制及其对北半球中高纬度气候的影响进行了分析，结果显示，过去2000年热带太平洋沃克环流的变化受太阳活动控制并与北半球气候变化关系密切，这一结果为理解世纪尺度气候变化机制提供了参考，并将有助于我们进行中长期气候变化预测。这是继今年4月在《自然·通讯》发表论文之后，孙立广课题组在热带海洋古气候变化研究领域取得的又一成果。
该论文通过对热带太平洋地区的古水文记录进行综合分析，认为太平洋ENSO及沃克环流的变化可能是过去千年热带太平洋水文空间模式变化的主要因素。研究人员采用合适的数学方法，从水文记录中提取了ENSO变化的信号并对过去两千年南方涛动指数的年代际-世纪尺度变化进行了重建。重建结果认为，小冰期期间（公元1400—1850）厄尔尼诺偏弱，沃克环流偏强。这一重建结果得到了大气环流模型模拟结果的支持，但与“海洋自动调温器”模型的模拟结果不吻合，说明热带太平洋海洋与大气过程在世纪尺度变化上有可能不是同步发生的。另外，重建的南方涛动过去千年变化与太阳活动之间存在明显关联，说明热带太平洋年代际-世纪尺度气候变化可能主要受太阳活动的驱动。此外，研究人员还发现热带太平洋ENSO和沃克环流的过去千年的变化与北半球温度以及气候系统（如北大西洋涛动、东亚季风等）之间存在明显的关联，关联模式与器测资料时代类似，这一发现可以帮助我们了解北半球中高纬度年代际-世纪尺度气候变化特征和机制，以及预测未来气候的中长期变化。
图1 重建的过去2000年南方涛动指数变化
《自然·地球科学》的审稿者认为：“热带太平洋气候变化尤其是ENSO的变化是当前全球气候年际、年代际气候异常的主要影响因素，它的变化历史及机制对于我们进行中长期气候变化预测有着非常重要的意义。目前关于这一问题的研究还存在较大的争议。该研究成果的发表将吸引更多的科学家来推动这一研究领域的深入……”
该论文的第一作者晏宏为孙立广课题组08级直博研究生，于2010年获首届教育部博士生学术新人奖。
该项研究工作得到了国家自然科学基金以及科技部973项目的资助。
论文链接：http://www.nature.com/ngeo/journal/vaop/ncurrent/full/ngeo1231.html
（地球和空间科学学院极地环境研究室、科技处）