研究发现,El Niño 现在比过去 1,000 年中的任何时期都强
摘要
一项研究利用化石珊瑚记录重建了过去千年 El Niño 的历史,揭示由于全球变暖,最近的事件比过去 1,000 年中的任何一次都强。
<p>每隔几年,El Niño 或其冷对应物 La Niña 会改变热带地区的降雨分布,使澳大利亚干旱,秘鲁部分地区洪水泛滥,并重新安排地球大部分地区的天气。这两者是单一系统 El Niño–Southern Oscillation(ENSO)的暖和冷摆动,该系统是地球上最大的年际气候变化源。其摆动叠加在全球变暖驱动的稳步上升的温度之上。</p>
<p>但我们不知道全球变暖是否使其更强大。有可能大气和海洋中增加的能量导致其摆动更加剧烈。</p>
<p>“我们在 20 世纪末和 21 世纪初看到了一些非常强的 El Niño 事件,而我们不知道这些事件有多不寻常,”密歇根大学的环境科学家 Julie Cole 说。由于模型相互不一致且仪器数据太短,无法分离出趋势,Cole 的团队通过分析化石化的 Galápagos 珊瑚重建了长达千年的海面温度记录。</p><p><a href="https://arstechnica.com/science/2026/08/el-nino-is-now-stronger-than-at-any-point-in-the-last-1000-years-study-finds/">阅读全文</a></p>
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# 研究发现:厄尔尼诺现象强度达千年来峰值
来源:https://arstechnica.com/science/2026/08/el-nino-is-now-stronger-than-at-any-point-in-the-last-1000-years-study-finds/
“这又是一个关于变暖世界未来挑战的警示信号。”
每隔数年,厄尔尼诺或其冷态对应现象拉尼娜会改变热带降雨分布,导致澳大利亚干旱、秘鲁部分地区洪涝,并重塑全球大部分地区的天气模式。这两种现象是厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)系统的冷暖振荡,而该系统正是地球上年际气候变异的最大源头。其振荡叠加在由全球变暖导致的持续升温趋势之上。
但学界此前并不确定全球变暖是否正在增强ENSO强度。大气与海洋中增加的能量可能导致其振荡愈发剧烈。
“20世纪末至21世纪初出现了多次强烈厄尔尼诺事件,但我们不确定这些事件究竟有多异常,”密歇根大学环境科学家朱莉·科尔表示。由于不同气候模型存在分歧,且仪器观测数据时间跨度不足,科尔团队通过分析加拉帕戈斯群岛化石珊瑚,重建了长达千年的海表温度记录。
结果显示,东太平洋地区从未出现过如此剧烈的厄尔尼诺现象。“这些事件与工业化前时期的表现截然不同,”科尔指出,“这既令人兴奋,也有些出乎意料。”
## 石灰岩温度计
加拉帕戈斯群岛恰好位于东太平洋ENSO模式的中心区域,最强事件在此影响最为显著。该地区也是寻找化石珊瑚的少数理想地点之一。“加拉帕戈斯群岛位于西经90度,必须向西延伸至西经160度才能在赤道附近找到另一个岛屿,”科尔解释道。
当地珊瑚每年生长1-2厘米,其碳酸钙骨骼的化学成分取决于形成时的海水环境。科尔团队在这些骨骼中检测锶钙比及氧同位素,因为两者都能追踪温度变化。“温度升高时,珊瑚中的锶含量会减少,”科尔说明。通过逐毫米分析化石珊瑚岩芯,每年可获得十余组数据——相当于珊瑚群体生命周期内的月度温度记录。
现存群体覆盖近几十年,可与仪器数据比对验证。更久远的历史记录则来自死亡珊瑚头骨,通过铀钍测年法可精确到数年范围,最远可追溯500年。“我们还能找到冲上海滩的死亡珊瑚,”科尔补充道,“它们可能有100年、200年、900年甚至更久远的历史。”
采样结果形成了一份零散但漫长的温度记录——来自五个岛屿的28组时间序列,覆盖分散年份至公元1100年左右。与这一基准线对比,过去四十年的数据显得尤为特殊。
## 现代化ENSO模式
1984年以来的温度变率比工业化前(1000-1850年)高出36.5%,比1851-1982年间仍高出16.2%。三个时段在统计上差异显著,且趋势持续上升。科尔解释,这些数字意味着过去在加拉帕戈斯地区仅比正常值高出1-2度的事件,现在会达到3-4度。
珊瑚记录还显示偏度变化——即振荡是否在暖相或冷相呈现不对称性。“偏度转为正值,”科尔表示,“正偏度表明变暖事件显著增强。”
当代额外变率特指厄尔尼诺现象。值得注意的是,记录中其他时段未见类似现象。无论是小冰期还是中世纪暖期,都未在ENSO变率中留下如此清晰的印记。
不过,科尔团队尚未获得明确证据证明人类活动需为此负责。这一结论是在科学家将珊瑚记录输入多种气候模型后得出的。
## 在模型噪声中捕捉信号
ENSO会自然波动:平静的十年之后往往跟随活跃期,无需外部推动。为判断近几十年是否确实特殊,抑或仅是恰好观测到能量较高的自然周期,研究团队必须建立参照基准。这颇具挑战。
“在东太平洋地区,我们没有直接的观测数据源可与记录对比,”科尔坦言,“若有其他长期记录,我们就不会在《科学》期刊发表这项研究了。”
作为替代方案,科尔团队利用多个气候模型的模拟数据,这些模型仅纳入火山活动或太阳变化等自然因素,未考虑温室气体浓度变化。通过这种方式,他们得以探究未受人类影响的气候系统产生如此大幅振荡的频率。
“我们试图在气候模型中寻找相关证据,但一无所获,”科尔指出。珊瑚记录显示的实际增幅超出了模型内部变率范围,置信度接近99%。团队据此推断,当前ENSO现象若无人类影响本不会出现。
不过,中太平洋的图景更为模糊。莱恩群岛珊瑚虽显示相似均值增长,但分散度更大,研究人员认为部分原因在于这些记录仅依赖氧同位素。强厄尔尼诺带来的强降雨可通过改变水体氧含量,占据信号量的半数以上。
但气候模型预测的正是模糊的中太平洋珊瑚记录。人为强迫导致的增温应首先出现在东部海域。“东太平洋更早显现变化特征与模型预测完全吻合,”科尔强调。
## 水晶球预示未来
全球变暖预计将加剧ENSO的水文效应,无论ENSO驱动的温度如何波动,湿润期会更潮湿,干旱期会更干燥。即使厄尔尼诺温度波动幅度保持不变,在变暖世界中其引发的洪涝与干旱仍会恶化,因为更温暖的大气能容纳更多水蒸气。
但若ENSO温度波动同步增强,复合效应将更为显著。然而珊瑚无法预测这些复合效应的具体表现。“我们不预测未来。我们就像拿着水晶球窥探过去——虽然有些模糊,但这就是我们的珊瑚,”科尔比喻道。
值得注意的是,自科尔团队研究完成以来,未来已提前到来。在珊瑚温度记录结束之后,又出现了两次强厄尔尼诺事件,而当前正在发展的事件预期将打破纪录。“这表明我们观察到的并非偶然现象,”科尔总结,“而是厄尔尼诺的新形态、新类型。”
尽管变化性质尚不明确,但科尔团队对其根源毫不怀疑。“我们将此归因于气候变暖,而我们知道变暖的根源——正是人类对化石燃料的使用,”科尔强调,“这再次警示我们在变暖世界中面临的挑战。”
《科学》期刊,2026年。DOI:10.1126/science.ady2660 (https://www.science.org/doi/10.1126/science.ady2660)
贾切克·克雷弗科照片 (https://arstechnica.com/author/jacek_krywko/)
贾切克·克雷弗科是自由科学与技术撰稿人,报道领域涵盖太空探索、人工智能研究、计算机科学及各类工程奇观。
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