亞洲-澳大利亞季風(fēng)系統(tǒng)是世界上最典型的跨赤道耦合季風(fēng)系統(tǒng)。在季節(jié)尺度上，一個半球的冬季風(fēng)通常可以通過跨赤道氣流與另一個半球的夏季風(fēng)耦合聯(lián)系。但是，在軌道尺度的古氣候演變中，這種跨赤道的季風(fēng)耦合作用是否依然存在，目前尚缺乏有效證據(jù)。來自南半球澳洲大陸北部季風(fēng)區(qū)高分辨率古氣候記錄的不足，是限制我們充分理解亞-澳季風(fēng)動力機制的短板。前人研究曾嘗試將中國石筍與南美石筍進行對比來解析兩半球季風(fēng)的演化，并提出軌道尺度低緯季風(fēng)主要受太陽輻射調(diào)控的觀點。但是，南美季風(fēng)與亞洲季風(fēng)并不隸屬同一跨赤道季風(fēng)系統(tǒng)，本身缺乏直接的動力聯(lián)系，疊加石筍氧同位素季風(fēng)指示意義的爭議，讓這一觀點存在不確定性。

中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所晏宏研究員團隊，通過與澳大利亞學(xué)者的合作，從澳洲北部熱帶季風(fēng)區(qū)Bromfield Swamp湖獲取了長5.13米的沉積巖心，重建了過去13500年澳大利亞夏季風(fēng)的變化。結(jié)果表明，早全新世11000年-7800年期間，澳大利亞夏季風(fēng)呈減弱趨勢，與南半球夏季太陽輻射增強的現(xiàn)象不匹配，暗示低緯太陽輻射并不是調(diào)控?zé)釒Ъ撅L(fēng)變化的唯一驅(qū)動因素。通過與北半球古氣候記錄的對比分析，研究團隊提出，早全新世北半球冰蓋撤退導(dǎo)致的東亞冬季風(fēng)減弱，通過削弱跨赤道氣流顯著影響了澳洲夏季風(fēng)的強度，這一結(jié)果為軌道尺度上兩半球季風(fēng)的跨赤道耦合聯(lián)系提供了證據(jù)。

進一步的研究表明，亞洲和澳洲夏季風(fēng)在全新世幾乎是完全反向變化，這種耦合關(guān)系主要受到了兩半球熱量不平衡（Thermal Imbalance）的調(diào)控，可用溫度梯度表征。早-中全新世，北半球高緯冰蓋撤退，北半球變暖，熱量赤道偏向北半球，ITCZ北移，亞洲夏季風(fēng)增強，澳洲夏季風(fēng)減弱；中-晚全新世，冰蓋基本消退完畢，北半球夏季太陽輻射減弱，南半球夏季太陽輻射增強，熱量赤道南移驅(qū)動ITCZ南移，亞洲夏季風(fēng)減弱，澳洲夏季風(fēng)增強。這一理論同樣適用于新仙女木事件（YD），古氣候記錄集成結(jié)果顯示，該時期亞澳季風(fēng)區(qū)也大體呈北干南濕的空間模態(tài)，與北大西洋淡水注入導(dǎo)致AMOC減弱，北半球變冷，熱量赤道南移相對應(yīng)。

該研究不僅為軌道尺度兩半球季風(fēng)跨赤道耦合作用提供了實證，還明確提出兩半球熱量不平衡是調(diào)控季風(fēng)的主要動力，太陽輻射只是導(dǎo)致兩半球熱量不平衡的一個因素，而不是全部。成果以“Modulation of inter-hemispheric temperature gradients on the Holocene Asian-Australian summer monsoon”為題發(fā)表于Nature Communications雜志。中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所晏宏研究員為通訊作者，西安地球環(huán)境創(chuàng)新研究院石歌博士為第一作者。研究由來自中國、澳大利亞及印度尼西亞多家單位的國際團隊合作完成，得到國家自然科學(xué)基金委、國家重點研發(fā)計劃及黃土科學(xué)全國重點實驗室項目資助。

Shi, G., Yan, H*., Zhang, W. et al. Modulation of inter-hemispheric temperature gradients on the Holocene Asian-Australian summer monsoon. Nat Commun (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-67951-7.

圖1 澳大利亞北部季風(fēng)區(qū)Bromfield Swamp采樣點位置

圖2 澳大利亞Bromfield Swamp多指標測試結(jié)果

圖3 亞澳季風(fēng)區(qū)記錄對比

圖4?亞澳季風(fēng)區(qū)YD水文記錄空間分布