全球變暖導致極端氣候事件頻發，如何預估未來氣候變化？科研人員將目光投向古老的地質記錄。

中國科學院地球環境研究所通過研究渭河盆地512米巖芯，重建了過去兩百萬年東亞季風變化歷史，為未來快速氣候變化預測與應對提供了新視角。

01

記錄百萬年季風突變歷史

對東亞季風變化敏感的渭河盆地，是獨特的氣候變化檔案庫。渭河盆地的巖芯中，新生代沉積厚達7500米，是解密氣候變化的絕佳陸相檔案。

▲渭河盆地鉆探（AI作圖）

科研人員從渭河盆地西部沉降中心獲取了512米巖芯。巖芯記錄了劇烈的湖面波動，顏色深淺反映了氧化-還原環境波動，粒度粗細與湖水動力強弱相關。

古地磁結果顯示，巖芯底部年齡約1.95 Ma（百萬年），表現出顯著冰期-間冰期至千年尺度變化特征。

▲渭河盆地鉆探巖芯

02

季風氣候突變的“幕后推手”

此前對北大西洋深海沉積的研究顯示，在寒冷冰期大氣和海水溫度存在千年尺度大幅波動，與高緯地區冰蓋不穩定性引發的大西洋徑向環流強度變化關系密切，簡稱為“冰期氣候突變的高緯放大”。

通過此次獲得的巖芯粘土含量變化，科研人員重建了過去兩百萬年東亞季風變化歷史。粘土含量揭示出溫暖間冰期季風氣候存在頻繁劇烈的波動，存在顯著的半歲差、1/4歲差和千年尺度信號。

▲最近兩百萬年季風快速變化

研究發現，有別于“冰期氣候突變的高緯放大”，此次巖芯表現出的間冰期季風氣候不穩定性特征，主要受南北半球低緯夏季太陽輻射極大值變化的驅動。

在溫暖間冰期季風氣候顯示出劇烈的千年尺度波動，與低緯兩半球夏季太陽輻射極大值導致的海陸熱力差異和半球間水熱輸送密切相關，可視為“間冰期季風突變的低緯驅動”。

▲氣候突變的高低緯驅動

低緯海洋像一個巨大的“氣候發動機”，太陽輻射微小變化則是發動機的起搏器。太陽輻射極大值變化，可通過影響海溫變化進而改變海陸熱力差異和半球間水熱傳輸，成為季風氣候突變的“幕后推手”。

03

“超級干旱”值得警惕

通過對比現今溫暖期和40萬年前間冰期的氣候波動，研究團隊發現低緯兩半球夏季太陽輻射極大值變化具有驚人的相似性，較低的太陽輻射極大值均會誘發季風減弱和極端干旱事件頻發。

▲古今對比預估未來干旱

渭河盆地高分辨率的地質記錄，為預測未來更為頻發的極端氣候事件提供了重要線索。深海氧同位素階段11和全新世（MIS1）的氣候變化對比表明，當前溫暖期至少還會持續1.2萬年，但季風強度將在兩千年后顯著減弱，同時伴隨著極端干旱事件發生。

在全球氣候變暖的大背景下，“超級干旱”值得我們警惕。未雨綢繆構建極端氣候事件預警體系，是地球宜居與人類社會永續發展的重要保障。

原文鏈接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2426353122

數據鏈接：黃土科學數據中心 https://doi.org/10.12262/IEECAS.EAPSD2025003

來源：中國科學院地球環境研究所

責任編輯：宋同舟