大气遥相关是连接不同纬度气候系统、实现全球气候协同变化的关键机制。近日，国际地球科学领域权威期刊《Geophysical Research Letters》（自然指数期刊）以“ENSO-mediated linkage between the East Asian summer monsoon and Cordilleran Ice Sheet discharge during MIS 3（MIS 3期间ENSO调控的东亚夏季风与科迪勒拉冰盖融水排放之间的遥相关）”为题，在线发表了广州海洋地质调查局、南方科技大学及南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）联合团队的最新研究成果。该研究基于南海北部深海沉积物高分辨率记录，结合气候模式模拟，首次从低纬度海洋沉积证据出发，系统揭示了热带气候系统影响高纬冰盖演化的关键大气遥相关机制，在全球气候系统跨纬度耦合研究中取得重要进展。
图1.研究区域图。橙色星号为本研究站位XB1，红色星号为站位U1419；红色箭头（EASM）指示东亚夏季风；白色区域（CIS）为科迪勒拉冰盖；灰色方框指示Niño 3.4区域。
本研究通过对南海北部深海岩心XB1的系统分析，重建了过去约5万年以来东亚夏季风控制下的陆源输入变化过程，发现多个陆源输入显著增强阶段与北美冰盖快速崩解事件在时间上高度同步。这一结果表明，低纬水循环变化能够与高纬冰盖动力过程发生协同响应，揭示出跨纬度气候系统之间远距离耦合的真实存在。
图2.该图整合了过去 5 万年全球气候及南海 XB1 岩芯的多指标数据，在末次冰期的MIS 3阶段（约5万至3万年前），南海沉积物中的磁学指标（如ARM/SIRM比值、磁化率χ）和粒度组分（>30微米颗粒含量）出现了三次显著的峰值变化，这些变化恰好与北美科迪勒拉冰盖的Siku事件（3、3.5和4）在时间上高度吻合。这意味着每当冰盖发生大规模崩解时，东亚夏季风带来的降水显著增强，导致更多陆源碎屑物质被冲刷进入南海。相比之下，在MIS 2阶段（末次盛冰期），还原性成岩作用强烈，原始气候信号被严重改造，无法清晰记录这种高低纬度的联动关系。
进一步的多指标对比与气候模式模拟表明，这种跨越半球尺度的气候联动，很可能由ENSO（厄尔尼诺–南方涛动）所主导。在类拉尼娜状态下，热带西太平洋对流增强，驱动东亚夏季风降水显著加强，同时北太平洋副热带高压增强并向高纬扩展，促进大气环流结构调整与热量向高纬地区输送，从而引发阿拉斯加地区增暖并加速冰盖消融与崩解。该过程构建了一条由热带气候异常出发，经由大气环流传输，最终影响高纬冰盖稳定性的完整物理链条，清晰地揭示了ENSO在连接低纬与高纬气候系统中的关键枢纽作用。
图3.气候模型模拟的结果：在38 ka（代表MIS 3）与21 ka（代表MIS 2）的对比中，当热带太平洋处于类拉尼娜状态时，东亚夏季风区域的降水显著增加（增幅约0.66毫米/天），同时北太平洋副热带高压强度增强且位置向极地移动（北移约1.1个纬度）。这种大气环流配置一方面加强了向南海的陆源输入，另一方面促进了向高纬度地区的热量输送，从而为科迪勒拉冰盖的消融和崩解提供了有利条件。模拟结果有力地支持了ENSO作为桥梁，将低纬季风活动与高纬冰盖变化联系起来的机制。
本研究从沉积记录与气候动力机制两个层面，首次建立了低纬季风系统与高纬冰盖变化之间的直接联系，提出了ENSO驱动的跨纬度气候遥相关新机制，显著拓展了对全球气候系统整体性的认识。研究结果表明，气候变化并非孤立发生于单一区域，而是通过大气环流在不同纬度之间传递与放大，形成具有全球尺度的联动响应。在全球变暖背景下，ENSO活动及热带水循环格局正在发生深刻变化。本研究的发现提示，未来热带气候异常可能通过类似机制对极地冰盖稳定性产生深远影响，从而对海平面变化及全球气候演化产生重要作用，为预测未来气候变化提供了新的科学视角。
论文第一作者为广州海洋地质调查局王浩森，通讯作者为南方科技大学刘青松教授、南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）时晓旭副研究员和广州海洋地质调查局徐行教授。该研究得到国家自然科学基金、广州海洋地质调查局局长基金及南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）等联合资助。
论文链接：https://doi.org/10.1029/2025GL120190
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