厄尔尼诺到底有没有被全球变暖加强?这个问题争论了很多年,卡点一直是同一个:仪器化的海温观测只有百余年,详细的观测记录甚至要到 20 世纪 80 年代才成体系,而厄尔尼诺本身每隔几年就会大幅摆动,样本太短根本分不清是趋势还是自然起伏。
密歇根大学地球与环境科学系的团队换了个思路——去珊瑚骨骼里读。研究于 2026 年 8 月 27 日发表在《Science》,DOI 为 10.1126/science.ady2660,第一作者兼通讯作者为该系教授朱莉娅·科尔(Julia E. Cole)。结论是:过去四十年的厄尔尼诺,比工业化前强了近四成,而且在此前一千年里找不到同等强度的事件。

为什么是加拉帕戈斯的珊瑚
东太平洋型厄尔尼诺最强的海温异常出现在赤道东太平洋,加拉帕戈斯群岛正好位于这一核心区。用科尔的说法,这一带在近赤道区几乎没有替代选项——加拉帕戈斯位于西经 90 度,往西一直走到西经 160 度才能找到另一座近赤道岛屿。
珊瑚每年生长一到二厘米,靠分泌碳酸钙形成骨骼层,而骨骼的化学成分取决于它形成时所处的海水环境。团队采集了活体群落和已经死亡的古珊瑚礁块岩芯,其中一部分是 2006 年在当地发现的亚化石珊瑚——该区域原有的珊瑚种群在 1982 至 1983 年那次灾难性厄尔尼诺中被摧毁。
石灰岩温度计怎么读
具体测两项指标。一是骨骼中锶与钙的比值:锶原子较大,水温升高时不利于它进入碳酸钙晶格,所以温度越高、珊瑚里的锶越少。二是氧同位素比值,即重氧(O-18)与普通氧(O-16)的比例,同样对温度敏感。两项指标互相印证,被布朗大学气候学家金·科布(Kim Cobb)称为接近厄尔尼诺重建的”黄金标准”,她本人未参与这项研究。
年代由铀-钍定年法确定,即便回溯到五百年前,误差也只在几年之内。采样按毫米推进,一年可以取到十几个数据点,相当于给珊瑚群落的整个生命周期做了一份逐月温度日志。
团队最终从 5 个岛屿的 13 个珊瑚岩芯中,得到 28 条季节分辨率的时间序列,最老的样本约可追溯到公元 1100 年。需要注意的是,这不是一条连续的千年曲线,而是一组分布在不同年代、通常持续二十到四十年的高分辨率窗口——牺牲了连续性,但保留了分析厄尔尼诺所需的年际变化信息。
数字:37%,以及偏度转正
重建结果显示,公元 1000 年到 1850 年间,东太平洋的年际海温变率整体偏低且分布集中;1850 年之后开始抬升;1984 年之后的现代样本几乎全部高于工业化前的范围。
按论文的时段划分,现代东太平洋厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)变率比工业化前增强 37±8%,而 1851 至 1982 年这一区间比现代低 16±9%。三个时段在统计上互相区分,趋势单向上行。科尔解释这组数字的实际含义:过去在加拉帕戈斯高出常年一到二摄氏度的事件,现在会高出三到四摄氏度。
珊瑚记录同时显示偏度转为正值。偏度衡量摆动是偏暖还是偏冷,正偏度意味着变强的是暖事件一侧,也就是厄尔尼诺本身,而不是它的冷相位拉尼娜。
中太平洋莱恩群岛的珊瑚也显示出接近 38±12% 的现代增幅,但离散度更大,工业化前样本与现代范围仍有重叠。研究者认为部分原因是这批记录只依赖氧同位素,而厄尔尼诺期间的强降雨会改变海水氧同位素组成,可以解释信号的一半甚至更多。不过这种”东太平洋先显现、中太平洋更模糊”的格局,恰好与气候模型的预期一致。
自然原因被逐一排除
厄尔尼诺自己就会起伏,安静的几十年之后跟着剧烈的几十年,不需要外部推动。要判断近几十年是否真的特殊,必须有参照。
团队的做法是从 CESM1.2 千年集合模拟的 11 个全强迫成员中,抽取与珊瑚采样时间窗口相同的东太平洋海温序列,看一个只有火山活动、太阳变率等自然因素的气候系统,自己能不能摆出这么大的幅度。模拟给出的自然变率变化 95% 阈值约为 36%,珊瑚重建的 37% 刚好越过这条界线;无外强迫的控制试验阈值更低。
论文也如实指出模型的局限:CESM 可能高估了东太平洋的内部变率、低估了对人为强迫的响应,因此模拟中信号出现的时间比珊瑚记录更晚。
眼下正在发生的这一次
这项研究的时间点颇为微妙——一场量级罕见的厄尔尼诺正在热带太平洋成形。美国国家海洋和大气管理局(NOAA)气候预测中心已发布厄尔尼诺预警,认为 2026 至 2027 年秋冬出现很强事件的概率超过 90%,其中约 69% 的概率会超过 1950 年以来仪器记录中的所有厄尔尼诺事件。按预测,本次事件在年底达到峰值时,东-中太平洋海表温度将比常年偏高约 4 摄氏度,比旧纪录高出 60%。
NOAA 的迈克尔·麦克费登(Michael McPhaden)指出,如果这次强度符合预期,那么过去十年将出现三次重大厄尔尼诺事件——这在追溯到 19 世纪末的仪器记录中从未有过。哥伦比亚大学的马克·凯恩(Mark Cane)此前用树轮数据得到过类似方向的结论,他的评价是,气候变化正在影响厄尔尼诺的证据”好于五成对五成”。
科尔提醒的是叠加效应:这次事件发生在全球变暖的背景之上,很可能放大本来就会出现的升温幅度,有预测认为气温可能达到比工业化前高 1.7 至 1.8 摄氏度,明显高于当前纪录。
局限与参考价值
论文支持的结论是”现代东太平洋 ENSO 变率已超出工业化前背景”,但它并没有给出未来每次事件的确定幅度、发生年份或具体区域影响。珊瑚样本通常只覆盖二十到四十年,19 世纪资料尤其稀疏,地点校正、年代误差、代理指标转换都会带来不确定性。统计上”超出自然背景”,也不等于每一次厄尔尼诺都由全球变暖直接造成。
ENSO 是全球年际气候变化最大的单一来源,其冷暖摆动会重排大半个地球的降水格局:热带降雨带东移,西太平洋转入干旱,风暴路径改变,随之而来的是干旱、洪涝、林火与粮食安全压力。中国气象部门长期把 ENSO 状态作为汛期气候预测的重要参考因子之一,因此这类把观测基线向前拉长十倍的古气候研究,价值不在预测某一年的天气,而在于校准对极端事件”正常范围”的判断基准。