近日，437bwin必赢国际官网早期生命与环境研究团队，联合同济大学、美国、法国等的合作者，在国际知名期刊《自然·通讯》Nature Communications发表题为“Equatorward upper-ocean heat transport from the Southern Ocean boosted interglacial warming”（南大洋向赤道的上层海洋热输送促进了间冰期变暖）的研究论文。该研究首次从跨半球上层海洋热量输送的视角，揭示了南大洋来源次表层水体向赤道输送热量在中布容转型后间冰期增暖中的重要作用。

探索“中布容转型”的未解之谜

地球气候在约43万年前经历了一次重大转型，即“中布容转型”（图1）。此后，间冰期的全球温度、大气二氧化碳浓度显著升高，形成了人类赖以演化的“旧石器时代”温暖期。中布容转型，与更早前的中更新世转型（~1百万年前）、晚上新世北半球冰盖增长（~2.7百万年前）构成一个连续的序列，造就了晚新生代全球气候逐渐变冷、冰盖增长、冰期旋回加剧的长期演变趋势。

然而，驱动中布容转型的机制，长期以来是古气候学的一个难题。针对该气候转型，传统研究多关注深海大洋环流重组、海洋生物碳泵效率、海洋-大气碳循环等过程，但截至目前并未充分解答“中布容转型”之后间冰期显著增暖的原因。近年的研究进展表明：海洋内部热量在十年际、轨道尺度乃至百万年尺度上都可以发生显著变化，并直接产生气候效应。尤其是上层海洋，与大气互动最密切、对全球变暖响应，通过大洋浅层翻转环流调控着跨半球的热量传输。然而，类似“中布容转型”这样的古气候演变重大事件中，海洋内部的热量如何重新组织，仍然鲜有深入研究。

热带西太平洋“温度计”：利用热带西太平洋岩芯重建 67 万年以来的次表层海温变化

针对上述问题，研究团队选取国际大洋发现计划（IODP）第 363 航次在西太平洋暖池中心钻取的 U1489 站位岩芯，利用两种生活在不同深度的浮游有孔虫壳体 Mg/Ca 指标，分别重建了约 200 米深温跃层和约 330–600 米底温跃层的海水温度变化历史，时间跨度约 67 万年。由于该站位位于印度—太平洋暖池核心区，又处在南源中层水影响显著的区域，因此特别适合追踪热带与南大洋之间的海洋联系。

重要发现：温跃层不同深度在中布容气候转型后呈现相反演化

研究发现，自约47万年（对应深海氧同位素MIS 13/12期交界）以来，西太平洋暖池的温跃层结构出现了显著分异：温跃层深部（~200米）海水温度呈现长期变冷趋势（deep thermocline temperature, DTT; 图2）。这与热带太平洋温跃层变浅、北半球副热带环流收缩的信号一致，指向了北半球来源的降温信号影响增强；温跃层底部（~330-600米）海水温度却呈现了相反的、高达约1.8℃的显著升温趋势（bottom thermocline temperature, BTT; 图3）。敏感性分析证实，这一增温趋势独立于温度转换方程的选择，真实记录了水团性质的根本改变。

核心创新点：中低纬上层海洋“热量传送带”

结合南半球中纬度海表温度记录、南大洋锋面温度梯度变化以及西风带增强等多条证据链，研究团队提出：中布容转型后，太平洋上层环流呈现更强的跨半球非对称性，印度—太平洋暖池整体南移，南半球中纬度及副热带锋区域表层海水升温；与此同时，较强的南半球西风带促进了副南极模态水（SAMW）和南极中层水（AAIW）的生成、潜沉与向赤道输送（图4）。携带更多热量的南源次表层水沿等密面向北传播，最终进入西太平洋暖池底温跃层，为间冰期的增温提供了额外的“热量补贴”，可能抬升了中布容转型之后间冰期的背景热状态（图5）。

研究意义：为理解高纬—低纬联动提供新的地史参照

该研究从跨半球海洋热量输送的角度，揭示了低纬暖池热储与高纬南大洋反馈之间可能存在一个动态耦合的热量再分配系统，表明“气候演变低纬驱动”可能并非孤立发生，而是通过暖池热量再分配—南大洋吸热与潜沉—次表层回输这一跨半球链条共同发挥作用。在这一系统中，南大洋不仅是全球海洋吸热的重要区域，还可能通过中层水环流将热量重新分配至低纬热带海洋，从而抬升间冰期的背景热状态。该研究不仅为理解中布容转型提供了新视角，也为认识现代全球变暖背景下高纬南大洋与低纬热带之间的联动机制提供了重要的地史参照。

论文第一作者为西北大学杨策博士（原同济大学博士生），通讯作者为同济大学党皓文教授和西北大学徐建教授，合作者包括同济大学翦知湣院士、法国巴黎萨克雷大学Franck Bassinot教授、美国罗格斯大学Yair Rosenthal教授、中科院地环所马小林副研究员等。该项研究受国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目的资助。

论文信息：

Ce Yang, Haowen Dang, Jian Xu, Xiaolin Ma, Xingxing Wang, Yu Ren, Hongrui Zhang, Chen Li, Peng Zhang, Haijing Chen, Franck Bassinot, Yair Rosenthal & Zhimin Jian. Equatorward upper-ocean heat transport from the Southern Ocean boosted interglacial warming. Nature Communications, 2026, https://doi.org/10.1038/s41467-026-71829-7.

图 1 | IODP U1489 站位次表层海水温度记录，及其与轨道参数和大气 CO₂ 浓度的对比。

图 2 | 控制西赤道太平洋深部温跃层温度（DTT）的因素。

图 3 | 驱动西赤道太平洋底部温跃层温度（BTT）变化的因素。

图 4 | 南大洋向赤道的上层海洋热量输送及其促进间冰期增暖的机制

图 5 | 中布容气候转型前后大气-海洋过程示意图。