一、年度工作进展

1、项目实施方案执行情况

根据研究计划，2022年度本项目分析了赤道西太平洋U1489站位最近2百万年来浮游有孔虫三个混合层、温跃层属种的壳体元素比值，其中混合层G. ruber壳体265个样品、G. sacculifer壳体466个样品、温跃层P. obliquiloculata壳体884个样品，从而为研究更新世印太暖池的温跃层结构演变与气候转型提供了关键数据。通过深入分析已获得的数据和开展数值模拟，本项目在海洋-大气-陆地的能量和水循环的轨道驱动机制研究方面取得突破，在Nature、Science Bulletin等期刊上发表2篇SCI论文。

2、与西太计划其他项目的交流合作情况

由于2022年的疫情影响严重，学术交流受到一定阻碍，但是本项目成员仍然与西太计划其他项目科研人员通过线上会议、邮件等多种形式开展了学术交流。

3、获得的数据、科学意义及汇交情况

主要获得有孔虫壳体的d¹¹B和镁钙比值、冷水珊瑚的有机质结节和钙质骨骼的测年及元素分析等多种数据，为研究西太平洋的海洋热含量与碳循环地质演变提供了新的记录。

二、年度研究成果

1、取得的科学认识及其意义

本项目2022年度在重建过去的海洋热含量研究方面取得突破，揭示了印太暖池的上层海洋热含量可以调控太平洋与亚洲大陆之间的水汽传输和氧同位素分馏，完善和发展了“气候演变低纬驱动”的理论假说。

（1）在古气候演变低纬驱动的机制研究方面取得进展。印太暖池是全球表层海温最高、热含量最集中的区域，是整个地球气候系统的“热量和蒸汽引擎”。本研究利用暖池区十个深海岩芯的沉积物样品，提取浮游有孔虫表层种Globigerinoides ruber和温跃层种Pulleniatina obliquiloculata的壳体Mg/Ca比值，分别建立了表层海温和温跃层海温的综合曲线，重建了过去36万年以来暖池上层（0-200米）海洋热含量的变化，结果与地球气候系统模式CESM瞬变数值模拟的热含量曲线变化形态和幅度非常一致；同时，利用浮游有孔虫G. ruber指标重建了暖池区表层海水剩余氧同位素（𝛿¹⁸O_sw），结果不仅与暖池热含量变化一致，而且二者与中国石笋记录的大气降雨氧同位素在岁差周期上反相位变化，并得到水同位素气候模式GISS_ModelE2瞬变模拟的进一步证实。该研究综合利用现代观测、古环境替代指标、以及海气耦合模式和水同位素数值模式的瞬变模拟，从暖池区上层海洋热含量（而非表层海水温度）的角度探索水汽潜热传输，通过海陆之间的水同位素梯度来衡量全球季风水循环强度，第一次从能量学角度阐释了气候演变的低纬驱动。相关成果于2022年发表在Nature上（第二标注）。

（2）重建年际-年代际的南海中层海水热量变化。南海深海冷水珊瑚的发现，为我们重建中层-深层海洋的年际-年代际变化，提供了绝无仅有的材料。基于“深海勇士号”载人深潜在南海西北部海台、中央海山等地采集的冷水珊瑚化石样本，初步建立了冷水珊瑚有机质结节和骨骼定年、微区元素分析等方法，验证了南海中层海水温度在早全新世时期相对现代偏暖约1ºC的现象，并且发现早全新世南海中层水海温具有127年、46年、19年等百年-十年际尺度的周期性。相关成果于2022年发表在Science Bulletin上（第二标注）。

2、对解决西太计划关键科学问题的贡献

本项目与西太计划的关键科学问题二：“西太平洋流固界面跨圈层物质与能量交换过程”和关键科学问题一（“西太平洋复杂地形对海洋动力过程和气候系统的影响”）紧密联系。本年度的研究成果为研究西太平洋地区海洋、大气、陆地之间的能量和水循环贡献了新发现和新认识。

3、成果列表

[1]     Jian, Z.*, Wang, Y.*, Dang, H.*, Lea, D.W., Mohtadi, M., Rosenthal, Y., Liu, Z., Jin, H., Ye, L., Kuhnt, W., Wang, X., 2022. Warm pool ocean heat content regulates ocean-continent moisture transport. Nature, 612, 92-99, https://doi.org/10.1038/s41586-022-05302-y.（第二标注）

[2]     Zeng, Z., Dang, H.*, Huang, E., Ma, X., Huang, X., Kong, L., Yang, C., Qu, X., Zhou, L., Jian, Z., 2022, Potential paleoceanographic application of cold-water bamboo coral in the South China Sea. Science Bulletin, 67: 452-455.（第二标注）