地球环境研究所在利用我国东南地区石笋重建热带气旋活动方面取得新进展

热带气旋是全球最严重的自然灾害之一。据统计，全球每年超五亿人受到热带气旋活动的影响。重建过去的热带气旋活动，理解其演变机制、并预测未来变化对防灾减灾和社会可持续发展意义重大。然而，当前热带气旋重建主要依赖于海洋与沿海地区的地质载体，陆地记录非常匮乏。洞穴石笋被认为能记录热带气旋降水的异常氧同位素（δ18O）信号，具有重建长期高分辨率的热带气旋陆地活动的潜力。尽管西北太平洋是全球热带气旋最活跃的地区，但该地区尚无基于石笋的热带气旋重建研究。

近期，中国科学院地球环境研究所极端气候事件及影响（EXCEIS）团队谭亮成研究员等利用采自广东省阳山县，距离海岸线300公里的仙人岩（XRY）洞穴年纹层石笋，获取了1951至2018年季节分辨率的δ18O记录。结合现代观测资料与模拟数据，分析XRY δ18O的古气候意义，探究其中的热带气旋活动信号。结果表明：在年际尺度上，XRY δ18O主要受厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）调制的降水季节性控制。在热带气旋活跃的年份，气旋降水的负异常δ18O信号叠加在夏季风期间偏负的背景降水δ18O信号上，导致XRY δ18O明显更为偏负。研究提出年内最小XRY δ18O值可作为识别热带气旋活跃年份的可靠指标，利用该指标对当地60余年来的热带气旋活跃年份进行识别。通过和器测记录的对比，显示识别正确率为86%。

该项工作证明了利用石笋重建我国东南地区热带气旋活动的可行性，指出季节分辨率石笋年内最小XRY δ18O具有作为全球中低纬度地区热带气旋活动重建指标的潜力，对未来利用石笋重建区域热带气旋活动、理解热带气旋的生命周期和内陆影响具有重要意义。

研究成果近期在npj Climate and Atmospheric Science上发表，中国科学院地球环境研究所博士研究生陈律凡与中国科学院青海盐湖研究所助理研究员王甜莉为共同第一作者，中国科学院地球环境研究所谭亮成研究员与美国加州州立大学多明格斯山分校Ashish Sinha教授为共同通讯作者。研究得到国家杰出青年科学基金（42325705）与中国科学院项目（xbzg-zdsys-202217、2020VCA0019）的资助。

Chen, L.#, Wang, T.#, Sinha, A.*, Lin, F., Tang, H., Cheng, H., Edwards, R.L., Tan, L.*, 2024. A seasonally resolved stalagmite δ18O record indicates the regional activity of tropical cyclones in Southeast China. npj Clim Atmos Sci7, 168.

https://doi.org/10.1038/s41612-024-00715-0

图1 观测记录显示热带气旋活动对降水氧同位素的影响

图2 XRY石笋氧同位素对区域热带气旋活动的识别结果