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厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）是地球气候系统中最强的年际变率信号之一，对全球极端天气、海洋生态系统和社会经济活动具有重要影响。认识ENSO在过去气候背景下的变化，有助于理解热带太平洋气候系统的长期演变规律，并为评估未来ENSO变化提供历史参照。
砗磲是海洋中最大的双壳类动物，自然状态下可连续生长数十年，其壳体具有清晰的日-年纹层，是优良的高分辨率古气候载体。砗磲壳体氧同位素（δ18O）对海水温度和盐度变化敏感，是记录ENSO活动的重要指标。然而，受过度捕捞等因素影响，现代砗磲样品十分稀缺，导致现代记录大多只覆盖数年，难以为化石记录建立足够长的现代基准，从而限制了过去ENSO变率的定量评估。
针对这一问题，中国科学院地球环境研究所气候变化集成-模拟-同化-预测团队（CLIMAP）开发了“虚拟砗磲”模型。研究人员发展了砗磲δ18O代用记录系统模型（Proxy System Model），综合考虑海温、盐度、壳体生长、取样分辨率、实验测试误差、控制点选取和数据预处理等因素，模拟气候信号在砗磲壳体中的记录过程。该模型通过现代砗磲δ18O记录校验，能够再现真实砗磲记录的统计特征。在此基础上，研究人员利用现代海温和盐度资料驱动模型，并匹配化石砗磲的壳体生长特征、取样分辨率和测试误差等参数，生成与化石样品相对应的“虚拟砗磲”现代参照，从而在缺乏合适现代样品的情况下，建立可用于定量比较的现代基准。
研究人员将该方法应用于南海北部西沙群岛一个约3300年前、长达38年的化石砗磲记录。结果表明，约3300年前ENSO变率较现代降低约43%（95%置信区间为6%—66%）。这一结果与中太平洋珊瑚和秘鲁贝壳记录揭示的同期ENSO减弱特征一致，表明中晚全新世热带太平洋ENSO活动可能弱于现代。
该研究不仅为利用砗磲记录定量重建ENSO变率提供了新方法，也为现代样品不足条件下开展古气候重建提供了新思路。该成果近期发表在Paleoceanography and Paleoclimatology。中国科学院地球环境研究所韩韬博士为第一作者，晏宏研究员为通讯作者。
Han, T., de Winter, N. J., Liu, C., Zhao, N., & Yan, H. (2026). Quantifying past ENSO variability from Tridacna δ18O using a pseudo-proxy baseline approach. Paleoceanography and Paleoclimatology, 41, e2026PA005453.
文章链接：https://doi.org/10.1029/2026PA005453
图1. 砗磲δ18O代用记录系统模型
图2. 利用现代砗磲校验“虚拟砗磲”的模拟性能
图3. 利用“虚拟砗磲”作为现代基准评估化石砗磲中的ENSO变率
图4. 南海砗磲、中太平洋珊瑚与秘鲁贝壳的ENSO重建对比。
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