西太平洋暖池(Western Pacific Warm Pool,WPWP)指位于热带太平洋中、西部(包括南海南部和苏禄海)年平均水温超过 28 ℃的广大海域。由于巨厚的表层暖水覆盖,西太平洋暖池成为全球热量和水汽交互的重要源区,对驱动温盐环流、调节全球气候变化具有重要作用。东亚冬季风(EAWM)是全球气候系统中最活跃的组成部分之一,它可能会通过寒潮侵入热带地区,引起深层对流,以此加强暖池区的对流活动和降水异常,从而影响赤道地区的潜热释放。但地质历史时期西太平洋暖池与东亚冬季风的相互作用关系尚不明确。由于东亚冬季风携带的风尘中往往包含有大颗粒的高矫顽力磁性矿物,我们可以通过沉积物中磁性矿物的组合、含量、颗粒大小和形态变化,分析不同时间尺度上气候环境变化和风尘物质的输入情况,进而反演东亚冬季风的强度变化。本文对取自热带西太平洋B10钻孔的岩心样品进行了环境磁学测试,以揭示地质历史时期西太平洋暖池沉积物环境磁学特征对东亚冬季风的响应。实验结果表明,沉积物中的主要载磁矿物为低矫顽力的磁铁矿,属于亚铁磁性矿物,并含有少量高矫顽力磁性矿物。沉积物中的磁性颗粒以准单畴(PSD)颗粒为主。高矫顽力的磁性矿物含量和细颗粒磁铁矿相对含量在冰期和间冰期呈现出显著相对变化,对东亚冬季风的变化有敏感响应:冰期沉积物中高矫顽力矿物含量增多,磁性颗粒粒径变大;间冰期沉积物中高矫顽力矿物含量降低,磁性颗粒粒径变细。在干燥、寒冷的冰期,由风尘携带而来的高矫顽力磁性矿物相对含量增加,沉积物中的磁性颗粒粒径变大,反映冰期东亚冬季风强度增大;在气候温暖湿润的间冰期,风尘的输入量较小,由风尘携带的高矫顽力磁性矿物含量相对较低,沉积物中的磁性颗粒粒径变小,反映间冰期东亚冬季风的强度减弱。

西北太平洋黑潮延伸体是全球海洋动力过程最复杂、对全球气候变化最敏感和全球海洋渔业产量最大的区域之一,然而,目前对该海区物理、生态及生地化循环等过程的认识仍受限于长期连续海洋观测资料的缺乏。本文回顾了国际上针对黑潮延伸体海区的相关观测情况和取得的主要进展,介绍了近年来我国在该区域观测系统的构建工作及取得的初步成果,包括构建了全球首个西北太平洋黑潮延伸体定点观测系统;发现黑潮延伸体海区海洋涡旋的平流效应对该海区模态水的总潜沉率贡献超过一半,所携带当地的模态水只需要一年半的时间就可到达海盆的西边界;基于潜标首次展示了黑潮延伸体区域3种不同类型次温跃层涡旋流速的直接观测结果,为开展其生成消亡机制及其全球次表层物质能量输运提供了重要的现场观测基础。最后,本文展望了今后观测系统的发展方向,即在跨圈层和多学科交叉方面发展成为我国在西北太平洋重要的深远海综合观测网络。这将为揭示多尺度物理-生物过程耦合、深海能量串级及其气候效应与深海碳循环等领域实现突破提供重要的观测支撑。