一项由伍兹霍尔海洋研究所（WHOI）研究人员主导的开创性研究，结合了古气候证据与气候模型模拟，深入探究了过去几个世纪以来印度洋和太平洋两大洋盆之间的气候关联。

研究结果揭示，火山活动能够暂时性地削弱印度洋和太平洋之间的气候联系。然而，更值得关注的是，近期由人类活动驱动的气候强迫已导致两区域气候变率连接方式发生“异常”转变。

这项重要研究以“Coupling of Pacific and Indian Ocean variability disrupted by 19th century volcanism”为题，发表在国际顶尖期刊《自然通讯》（Nature Communications）上。

通常步调一致的海洋气候关联

长期以来，印度洋的气候状况常与太平洋的变化紧密相连。这种跨洋关联对于塑造热带地区的降雨、温度和大气环流等宏观气候模式至关重要。然而，自20世纪80年代以来，科学家们注意到这种关联性正在减弱。印度洋的行为日益偏离了基于太平洋状况的预期，研究人员已将这一变化与全球气候变暖联系起来。

一个主要挑战在于，可靠的器测气候记录覆盖时间不足一个世纪，这使得判断近期变化是否真正异常或仅是更长自然周期的一部分变得困难。

为了追溯更久远的历史，WHOI团队转向了保存在珊瑚、树木年轮和石笋中的热带古气候记录。这些天然档案使得研究人员能够重建从17世纪初至今的印度洋和太平洋气候状况。

19世纪火山活动曾短暂扰乱海洋联系

古气候证据表明，在过去400年的大部分时间里，印度洋和太平洋保持着紧密的联系。然而，其中一个时期显得尤为突出：在1810年至1850年间，两大洋盆之间的关系发生了显著变化。研究人员将这一中断归因于一系列重大的热带火山喷发，这些喷发似乎削弱了太平洋对印度洋气候状况的常规影响。

覆盖过去一千年的计算机模拟结果也支持了这一解释。研究发现，这种中断的强度取决于火山喷发的规模以及当时存在的背景气候条件。

该研究的合著者、WHOI资深科学家卡罗琳·乌门霍费尔（Caroline Ummenhofer）指出：“这是首批利用古气候证据、现代观测数据和气候模型来检验太平洋和印度洋之间联系中断的研究之一。”

现代变化异常显著，人类影响远超自然因素

火山活动的影响仅仅是研究人员发现的一部分。通过将现代气候与过去几个世纪的状况进行比较，他们还能够判断当前印度洋和太平洋耦合关系减弱的异常程度。

“我们拥有的现代数据有限，且无法追溯到足够久远的历史。借助气候模型和古记录，我们现在能够更有信心地说，我们正在观察到的近期变化确实非常异常，”该研究的第一作者肖恩·王（Shawn Wang）表示。王曾是WHOI的研究生和博士后研究员，目前是科罗拉多大学博尔德分校的博士后。

研究结果表明，尽管火山喷发可以暂时性地中断两大洋盆之间的联系，但现代的瓦解似乎是由不同的力量驱动的。

乌门霍费尔强调：“一个关键发现是，全球变暖和人类排放现在正压倒太平洋对印度洋的自然影响。”

印度洋对气候预测的重要性

理解印度洋和太平洋之间相互影响的强度对于气候预测至关重要。洋盆之间的联系可以帮助科学家预测降雨和其他主要气候模式的变化。如果这些关系减弱或改变，基于历史行为的预测可能会变得不那么可靠。

以往许多研究都倾向于独立地审视各大洋盆。而这项研究则着重于它们之间的相互作用，以及当这些联系开始减弱时会发生什么。

该研究的合著者、WHOI荣誉研究学者德莉亚·奥波（Delia Oppo）表示：“印度洋是一个巨大的热量储存库，它可以脱离太平洋的活动而独立运行。这项研究的结果强调了印度洋的独立行为。”

这项研究得到了美国国家科学基金会、WHOI科学投资计划以及WHOI学术项目办公室的支持。