西太平洋低纬度降雨带28万年迁移史

    本报讯（记者王磊  通讯员杨保国）来自中国科学技术大学、台湾大学等研究团队，利用位于西太平洋暖池的巴布亚新几内亚东缘、近岸1660米的深海底所获得的海洋沉积物岩芯的地球化学记录，重建了28万年以来西太平洋低纬度降雨带的迁移历史，发现其变化受到地球围绕太阳的轨道周期控制，同时受到欧亚大陆的西伯利亚高压影响；并发现东亚-澳大利亚的季风系统两者虽为相依的气候带，却有着不对称的轨道周期性。

    热带辐合带是地球上最大、最重要的降雨带，是全球生物与人类最重要的栖息地，直接影响中国、印度和澳大利亚等国家和地区的季风降雨和天气变化。此低纬度降雨带不同季节在南北半球的位置若有持续性的细微变化，往往会造成毁灭性的自然与文明灾难。前人研究显示，公元9~10世纪的玛雅文明，就是因为此低纬度降雨带南移，造成中美洲长期干旱而崩解。

    据论文第一作者、中国科大地球和空间科学学院刘羿副教授介绍，地处西南太平洋热带辐合带的巴布亚新几内亚，低纬度降雨带每年12、1、2月北半球冬季即南半球夏季，从北半球南移至此。每年2000毫米以上的充沛降雨量，将大量泥沙带入海洋；湍急的河水也携带着溶解的稀土族元素注入大陆边缘海洋。而生长于海表的浮游性有孔虫在制造碳酸钙壳体的同时，也记录了海水中的稀土族元素成分特征。他们通过分析海洋沉积物岩芯中不同年代的浮游性有孔虫碳酸钙壳体的稀土族元素含量变化，还原了该区域降雨变化及低纬度降雨带的迁移历史。

    他们进一步研究发现，同属于东亚-澳洲季风系统的南方澳大利亚夏季季风，竟然更受到地球自转轴倾斜角影响，呈现显著的4.1万年（倾角）周期的律动。而此前的研究发现，东亚夏季季风强度与降雨量的变化由地球自传轴旋转导致的岁差周期所主导，降雨带的移动呈现2.3万年（岁差）周期的变化。

    结合海洋记录和气候模拟，他们发现，当地球自转轴倾斜角度较大时，12、1、2月的北半球高纬地区吸收到的日照总量非常少，会造成极度寒冷的欧亚大陆西伯利亚高压带，进而增强东亚冬季季风强度，一路南下，穿过赤道，携带充沛水气，将西太平洋低纬降雨带推向更南方，为北澳大利亚带来甘霖。相反的，澳大利亚面积远小于欧亚大陆，而且地处中纬度，所以影响高纬地区的“倾角”轨道力，很难透过澳大利亚冬季季风影响东亚夏季季风变化。

    该成果11月25日发表在《自然-通讯》上。