小苏: 2026年6月，厦门大学地质海洋学系迎来了十周年系庆。尽管著名的F. P. Shepard已有了“对海洋领域所做的地质学方面的研究起初叫做‘海底地质学’（Submarine Geology），而后来一般称为‘海洋地质学’（Marine Geology），有时也叫做‘地质海洋学’（Geological Oceanography），这3个名称可作为同义词使用”的中性表述，地质海洋学系的老师们还是反复强调了以地质学视角研究海洋学问题的海洋科学属性，期望在“古海洋与古气候、海洋沉积学及相关交叉领域开展积极探索”。
老海：从古海洋与古气候、海洋沉积学各占半壁江山的师资力量配置，到6月15日学科发展研讨会11个古海洋与古气候、海洋沉积学领域的邀请报告，我们可以感觉到厦门大学的这份用心。
小苏:听说《Nature》刊物的编辑们仅用5分钟就决定一篇稿件是否值得送审，当你用了15分钟聆听了这些来自国内高手的报告后，你会去细读哪篇报告所介绍的原作呢？
老海：我先选了南京师范大学杨阳老师的《沉积记录约束下的台风频率—强度—路径长期演变与临界变化》。这可能是在台海站工作的原因，可能是厦门经历过1959年“八二三台风”、1999年“9914”台风和2016年“莫兰蒂”台风肆虐的原因，也可能还有面对全球变化研究领域项目资助走向迅速翻转后的反思。
小苏：记得廖淦标和范代读2008年在《科学通报》上合作发表过题为“全球变暖是否导致台风增强: 古风暴学研究进展与启示”的综述。他们重点讨论了代用记录在古风暴学研究中的发展和前景，认为“古风暴学研究开始由比较单一地依靠典型风暴沉积特征, 逐步发展为综合运用微体化石、有机元素比值和同位素等方法, 进行风暴事件沉积的判识。近年来又发展了树轮、洞穴石笋和珊瑚礁等年生长微层的氧同位素分析法。历史文献资料也得到比较系统的整编和分析”，强调“古风暴学研究今后需加强: (ⅰ) 代用记录形成和保存机制的研究; (ⅱ) 不同代用记录的对比验证; (ⅲ) 区分风暴沉积与海啸等其他高能事件沉积; (ⅳ) 古风暴强度的重建工作; (ⅴ) 数值模拟; (ⅵ) 区域性和全球性的古风暴学对比研究, 增强台风发生机制与周期性的研究”。
老海：杨阳的工作，正是集中在台风沉积粒度代用记录，以及与微体化石、有机元素比值和同位素等方法对比验证基础上的古台风强度重建工作。2022年他们在《Nature Communications》上发表了题为“Northwestern Pacific tropical cyclone activity enhanced by increased Asian dust emissions during the Little Ice Age”的论文，运用浙闽沿岸陆架泥区三个柱状样高分辨率粒度分析结果计算的敏感粒级剖面，提取了中国东部近海地区持续2000年的强台风活动连续记录，发现除了公元0-480年、790-1230年和1940-2018年等三个相对温暖时期以外，甚至在1450-1840年间的小冰期后期，均出现亚洲沙尘活动与台风强化时段的正相关规律（图1）。
图1 杨阳等《Northwestern Pacific tropical cyclone activity enhanced by increased Asian dust emissions during the Little Ice Age》论文截图：西太平洋西北部地区台风活动重建结果（a）与印度洋-太平洋暖池海表温度（b）和亚洲沙尘活动（e）等古气候指标的比较（载于：Y Yang, D J W Piper, M Xu, J Gao, J Jia, A Normandeau, D Chu, L Zhou, Y P Wang, S Gao, 2022. Northwestern Pacific tropical cyclone activity enhanced by increased Asian dust emissions during the Little Ice Age. Nature Communications 13:1712.）
小苏：亚洲沙尘输送可能加剧中国东部地区台风系统的强度与破坏性，从地球系统动力学并不容易诠释。先看看图1引用的亚洲沙尘输送序列的数据序列源于什么类型的代用记录呢？
老海：亚洲沙尘的代用记录来自兰州大学陈发虎团队2009年在山西吕梁山脉高原湖泊公海湖心获取的4.15 m长岩芯粗粉砂组分含量序列。杨阳观点的观测数据基础，就是建立在遥相关的高原湖泊沉积粗粉砂组分含量与陆架泥区沉积砂组分含量时间序列之上。这种将陆相沉积盆地与海相沉积盆地同类观测数据但不同代用记录关联起来的技术路线，应属全球变化研究领域的一个新视角。
小苏：陆相沉积盆地内部同类观测数据同一代用记录之间的融合，确是第四纪环境研究的常用方法。以从大气降水、土壤水、洞穴滴水到洞穴碳酸钙的δ18O的同步观测序列所证实为大气降水δ18O变化信息的石笋δ18O为例，中国科学院地质与地球物理研究所谭明2009年将北京石花洞、甘肃万象洞、湖北和尚洞、贵州龙泉洞和董哥洞等中国季风区洞穴的晚全新世石笋δ18O记录进行对比融合，发现可将中国季风区石笋δ18O记录的大区域同步信号，统一校准到足以代表大区域大气降水变化的南方涛动指数（SOI）一类“好指数”上。海相沉积盆地是否也有类似的案例？
老海：西北大学徐建2011年发表的《Indo-Pacific Warm Pool variability during the Holocene and Last Glacial Maximum》一文中，曾对比了南海和帝汶海全新世不同时期浮游有孔虫δ18O所代用的沉积盆地海表水温和温跃层水温，显示出海相沉积盆地内部同质化与盆地之间差异化等规律（图2）。
图2 徐建等《Indo-Pacific Warm Pool variability during the Holocene and Last Glacial Maximum》论文截图：全新世晚期、早期及末次冰盛期（LGM）的区域表层水温（SST, ℃）与温跃层温度（TT, ℃）（载于：J Xu, W Kuhnt, A Holbourn, M Regenberg, N Andersen, 2010. Indo-Pacific Warm Pool variability during the Holocene and Last Glacial Maximum, Paleoceanography 25:PA4230.）
小苏：可惜埋藏于海洋沉积层中的浮游有孔虫δ18O序列时间分辨率过低了，尚不足以分析古台风信息的年际和年代际变化。
老海：这时具有月尺度的时间分辨率，并兼具大气降水信息和海洋水温信息存储能力的珊瑚礁坪石珊瑚δ18O序列就显出优势了。早在2005年，中国科学院南海海洋研究所余克服等对比了雷州半岛徐闻盐场西侧礁坪上1989-2000年实测海表温度序列与石珊瑚“年轮”中的δ18O序列、Sr/Ca序列和Mg/Ca序列（图3）。在论证Sr/Ca-SST关系是可靠气候指标基础上，他们认为可以利用Sr/Ca提取的海表温度曲线校正因海面盐度或夏季风湿度水平所导致的δ18O偏移。
图3 余克服等《δ18O, Sr/Ca and Mg/Ca records of Porites lutea corals from Leizhou Peninsula, northern South China Sea, and their applicability as paleoclimatic indicators》论文截图：石珊瑚样本的δ18O、Sr/Ca及Mg/Ca比值与器测海表温度（SST）的对比（载于：K Yu, J Zhao, G Wei, X Cheng, T Chen, T Felis, P Wang, T Liu, 2005. δ18O, Sr/Ca and Mg/Ca records of Porites lutea corals from Leizhou Peninsula, northern South China Sea, and their applicability as paleoclimatic indicators. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 218, 57-73.）
小苏：但在图3中，与最接近余弦波动的第一条实测海表温度曲线不一样，下面三条代用记录曲线均在夏季明显削顶，导致他们提出的海表温度线性标定公式误差。
老海：他们只好牺牲了时间分辨率，改用误差较小的年平均值和年均方差融合石珊瑚δ18O序列。在2022年题为《Annual resolution records of sea-level change since 1850 CE reconstructed from coral δ18O from the South China Sea》论文上发表的融合成果中（图4），经与海表温度、海面盐度和海平面高度三种区域实测参数的线性拟合比较，他们发现南海石珊瑚δ18O年平均值序列竟是海平面高度年平均值序列的最佳代用记录！
图4 陶士臣等《Annual resolution records of sea-level change since 1850 CE reconstructed from coral δ18O from the South China Sea》论文截图：1850-2015年以来南海珊瑚 δ18O 变化趋势（c图蓝线）与1993-2015年卫星遥感南海海面高度（c图黑线）的比较。（载于：S Tao, K Yu, H Yan, H Zhang, L Wang, P Rioual, Q Shi, Z Huang, T Chen, 2022. Annual resolution records of sea-level change since 1850 CE reconstructed from coral δ18O from the South China Sea. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 592: 110897.）
小苏：海平面高度年平均值序列的高频波动部分看来是追踪古台风信息的“好指标”。如果将区域海平面年平均值序列中与冰冻圈、水圈和大气圈三大水循环储库分配所关联的低频变化趋势剥离后，应该能够提取出与气温升高、气压降低、风场加强等古台风特征相关的年际与年代际海平面高度变化信息。
老海：统计意义上可以看到这种高频关联。根据陶士臣等论文中关于南海石珊瑚δ18O序列代用的海平面变化与大气二氧化碳浓度值的曲线比较（图5c），南海海平面的相对正偏年代，既与中国季风区石笋δ18O代用记录的“好指数”—南方涛动指数（SOI）多年滑动平均曲线的正偏年代相对应，也可得到图6所显示的登陆和影响厦门台风季时长和台风影响总降水量正偏年代的支持。
图5 陶士臣等《Annual resolution records of sea-level change since 1850 CE reconstructed from coral δ18O from the South China Sea》论文截图：1850-2015年南海海平面变化（蓝线）与全球温度（a）、总太阳辐照度记录11年滑动平均值(b)和大气二氧化碳浓度值(c)的比较。（载于：S Tao, K Yu, H Yan, H Zhang, L Wang, P Rioual, Q Shi, Z Huang, T Chen, 2022. Annual resolution records of sea-level change since 1850 CE reconstructed from coral δ18O from the South China Sea. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 592, 110897.）
图6 罗冠婷等《1953-2023年登陆和影响厦门台风特征及危险性分析》论文截图（载于：《气象科技》2025年第53卷第3期，第368页。）
小苏：这又是一条将陆相沉积盆地与海相沉积盆地同类观测数据但不同代用记录关联起来的降维分析路线：南海石珊瑚δ18O是区域海平面变化代用记录，海平面变化高频波动部分是区域台风总降水量代用记录，再加上中国季风区洞穴石笋δ18O代表的南方涛动指数（SOI），反映了东亚—太平洋大气环流格局的低纬特征，可进一步追踪古台风的影响频率、影响强度和影响区域。
老海：按此思路，杨阳等将台风系统强度与亚洲沙尘输送关联起来的分析路线，则是考虑到东亚—太平洋大气环流格局的中纬特征。2015年，南京大学周亮等以海南岛东南部黎安潟湖和新村潟湖钻孔沉积物为研究对象，选取沉积物粒度大于125μm的粗敏感组分、有机质和碳酸盐含量等参数建立台风事件的鉴别指标，清晰地记录了海南省东南部过去350年期间的35次特大风暴潮事件，与历史文献资料对比良好。2024年中国科技大学孙天台等发表的论文“Precipitation variation in the northern South China Sea of the last 700 years reconstructed by lagoon sediments”，又选择黎安潟湖钻孔沉积物粒度为2-30μm的细敏感组分重建南海北部700年来的降水量记录。他们将台风事件与强降水事件的序列关系在潟湖沉积尺度上联系起来的成果，实际上在δ18O和沉积物粒度两大古气候沉积学代用指标体系之间建立起可互检的闭环，有望在东亚—太平洋大气环流格局路线上明显提高古台风影响频率、影响强度和影响区域的追踪精度。
致谢 感谢张文舟、杨阳、黄超和谢燕双老师对初稿的阅读与修改建议。
参考文献
杨子庚：《海洋地质学》，山东教育出版社 2009版。
廖淦标，范代读:《全球变暖是否导致台风增强: 古风暴学研究进展与启示》，载于《科学通报》2008年第53卷第13期，第1489-1502页。
Y Yang, D J W Piper, M Xu, J Gao, J Jia, A Normandeau, D Chu, L Zhou, Y P Wang, S Gao, 2022. Northwestern Pacific tropical cyclone activity enhanced by increased Asian dust emissions during the Little Ice Age. Nature Communications 13:1712.
F Chen, S Chen, X Zhang, J Chen, X Wang, E J Gowan, M Qiang, G Dong, Z Wang, Y Li, Q Xu, Y Xu, J P Smol, J Liu, 2020. Asian dust-storm activity dominated by Chinese dynasty changes since 2000 BP. Nature Communications 11:992.
谭明：《近千年气候格局的环流背景: ENSO 态的不确定性分析与再重建》，载于《中国科学：地球科学》2016年年第46卷 第5期，第657-673页。
谭明：《环流效应：中国季风区石笋氧同位素短尺度变化的气候意义—古气候记录与现代气候研究的一次对话》，载于《第四纪研究》2009年第29卷第5期，第851-862页。
J Xu, W Kuhnt, A Holbourn, M Regenberg, N Andersen, 2010. Indo-Pacific Warm Pool variability during the Holocene and Last Glacial Maximum, Paleoceanography 25:PA4230.
K Yu, J Zhao, G Wei, X Cheng, T Chen, T Felis, P Wang, T Liu, 2005. δ18O, Sr/Ca and Mg/Ca records of Porites lutea corals from Leizhou Peninsula, northern South China Sea, and their applicability as paleoclimatic indicators. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 218, 57-73.
S Tao, K Yu, H Yan, H Zhang, L Wang, P Rioual, Q Shi, Z Huang, T Chen, 2022. Annual resolution records of sea-level change since 1850 CE reconstructed from coral δ18O from the South China Sea. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 592:110897.
罗冠婷，何芬，池艳珍，王彦明，苏楚涵：《1953-2023年登陆和影响厦门台风特征及危险性分析》，载于《气象科技》2025年第53卷第3期，第362-377页。
周亮，高抒，杨阳，等：海南岛东南部海湾350年古风暴事件沉积与历史文献记录对比。载于：《海洋学报》2015年第37卷第9期，第84-94页。
T Sun, W Yang, H Tang, Y Huang, H Liu, L Zhou，Y Yang, Q Xu, Y Gao, Z Xie, 2024. Precipitation variation in the northern South China Sea of the last 700 years reconstructed by lagoon sediments. Marine Geology 475:107364.
文| 李炎
编辑| 李灿如
