每隔2~7年的春天,在厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)的暖期,厄尔尼诺现象都会在热带太平洋生成并变成一个暖水团,这个暖水团通常在这一年的初冬达到顶峰。它的影响会传播到世界各地,包括海洋和大气,引发局地的洪水灾害、大风、变暖或变冷。一旦厄尔尼诺现象过去,这个周期将在第二年秋天逆转为拉尼娜现象。这时,赤道太平洋上空的气流会将太平洋东部的暖水向西运动,并且赤道太平洋东部会有深层冷海水上涌。从而引发一系列不同程度的全球极端天气,因此ENSO是全球气候年变化的最大来源。
热带太平洋珊瑚会记录赤道地区冷热震荡,主要是通过在ENSO热期吸收较少的氧同位素,而在ENSO冷期吸收更多的氧同位素。随着珊瑚的不断生长,它们会生长出记录氧同位素的新一层,从而记录历史的温度。太平洋浅水区及其周围存在的珊瑚是记录ENSO变化的最好证据,因为那里是厄尔尼诺现象的起源。珊瑚记录的海面温度被证明是惊人的准确。例如,1981~2015年的珊瑚记录与同一时期通过卫星测量的海面温度可以很好的吻合。因此,在本文图表上,珊瑚记录的温度变化趋势覆盖了卫星测量的温度变化,使我们看不到它们的差异,这足以说明珊瑚对海面温度记录是多么的好。研究者将空心钻头插入活珊瑚群和化石珊瑚沉积物中提取有关温度的记录。在20多年的野外考察中,他们收集了包含数百条记录的岩芯。
直到2018年,研究者们积累了足够多的珊瑚数据,将ENSO最近的活动与其自然的工业化前模式区分开。这也是第一次有足够的跨越千年的物证汇集在一起,让研究者们更能够明确地说:在人类引起的气候变化时代,厄尔尼诺、拉尼娜现象以及驱动它们的气候现象将变得更加极端。为了对数据进行压力测试,研究者们进一步摸索剩下的部分,看看工业时代的ENSO信号是否仍然存在。于是删除了1997/1998年超强厄尔尼诺-拉尼娜事件,并用30~100年的窗口检查了工业时期厄尔尼诺的变化。在所有窗口中信号基本保持一致,但如果将1997/1998年的厄尔尼诺事件一起进行统计,那么这样会更有意义。这可能意味着ENSO活动的变化现在已经达到了一个可以检测到的阈值。
通过比较现今珊瑚的温度依赖性化学沉积物和代表过去7000年相关海表温度的旧珊瑚记录,可以确定ENSO的空间分布、赤道太平洋暖和冷的海水波动情况,这些波动每隔几年就会分别刺激厄尔尼诺和拉尼娜现象。在50年的时间里,有三次非常强烈的厄尔尼诺-拉尼娜事件。研究小组发现,工业时代的ENSO波动比工业时代之前的波动要强25%。厄尔尼诺现象变得更强,这将加剧厄尔尼诺时期的风暴、干旱和珊瑚白化。
(郭亚茹 编译,於维樱 审校)