近日，国际知名地学期刊《Quaternary Science Reviews》以“Intensified Indonesian Throughflow driven by La Niña-like state and stronger global thermohaline circulation during the last interglacial”为题，发表了我室博士生魏思华（导师：田军教授）与合作者的最新研究成果。该研究通过耦合模式模拟和地质记录对比，揭示了末次间冰期印尼贯穿流的增强及其双重驱动机制——类拉尼娜气候态与全球温盐环流增强。
印尼贯穿流（Indonesian Throughflow, ITF）是连接太平洋与印度洋的关键洋流，也是全球热盐环流的唯一热带浅层回返流。现代观测表明印尼贯穿流的体积输运量约15 Sv，伴随巨大的热量和淡水输送，对厄尔尼诺-南方涛动以及亚洲-澳大利亚季风系统产生潜在影响。然而，学界对印尼贯穿流驱动机制的理解仍然充分。末次间冰期（Last Interglacial，LIG，约130-115ka）是距今最近的暖期，全球平均海平面峰值比现今高约1.2-5.3米，全球平均海表温度峰值比1870–1889年均值高约0.5°C，为研究温暖气候背景下ITF变化及其驱动机制提供了理想的地质窗口。
该研究利用我国自主研发的CAS-FGOALS-g2海气耦合模式，按照国际古气候模拟比较计划（PMIP）协议，开展了LIG五个时间切片的数值模拟试验（分别为130 ka、128 ka、125 ka、115 ka以及工业革命前PI）。在此基础上，将模拟结果与古海洋指标重建记录（Mg/Ca温度记录，及εNd、231Pa/230Th、δ¹³C等水团和洋流指标记录）进行了对比分析和交叉验证。
模拟结果显示，LIG期间ITF的年均体积输运较PI增加了约30.6%-35.9%（从18.46 Sv增至24.11-25.08 Sv），进一步分析揭示了热带海气耦合、全球温盐环流两方面的驱动机制：
其一，LIG早期热带太平洋呈现出类拉尼娜气候态（图1）——热带西太平洋与热带中东太平洋之间的海表温度梯度以及温跃层深度梯度增加，同时伴随着热带西太平洋上空东风增强。增强的海表温度梯度与增强的信风互为正反馈，形成一种类拉尼娜气候态，使西太平洋堆积了更厚的暖水，导致西太平洋海平面高度增加，加大了西太平洋和东印度洋的压力梯度，进而驱动了更强的印尼贯穿流（图2）。来自ITF流入区和流出区的有孔虫Mg/Ca温度记录显示，LIG早期表层与温跃层之间的温度梯度减小，指示温跃层加深，与模式模拟的类拉尼娜气候态一致。
图1: 末次间冰期128 ka试验与PI试验的差值： (A) 年均海表温度，(B) 年均次表层温度（178.4 m深度），(C) 地表气压与风场，(D) 降水。打点区域表示在 95% 置信水平下具有统计显著性（Welch's t 检验）。
图2：末次间冰期4个时间切面试验与PI试验的年均温跃层深度差异：(A) 115ka, (B) 125ka, (C) 128ka, (D) 130ka。
其二，LIG北大西洋深层水形成增强，大西洋经向翻转流加强（图3）。这部分增加的深水最终体现为太平洋和印度洋的深水上涌增强，进而造成ITF增强。北大西洋深海沉积物指标记录印证了这一观点。基于修正的岛屿定律（Island Rule）的定量计算，LIG早期风场变化对ITF增强的贡献约为2.12-2.64 Sv，太平洋深层上涌增加对ITF增强的贡献约为1.32-2.69 Sv。
图3: LIG与PI试验中的大西洋经向翻转流（AMOC）（单位：Sv）。
该研究还探讨了末次间冰期、未来全球变暖两种情景下的印尼贯穿流响应。在温室气体驱动的未来全球变暖情景下，热带太平洋呈类厄尔尼诺气候态、沃克环流减弱，加之AMOC预估会减弱，理应导致印尼贯穿流减弱；而末次间冰期的增暖由轨道参数驱动，呈现类拉尼娜平均态和增强的AMOC，印尼贯穿流反而增强。因此，仅就印尼贯穿流的响应而言，两种增暖场景的驱动机制差异会造就截然相反的结果，LIG可能不适合作为未来气候增暖的直接"类比"。
论文第一作者为我室博士研究生魏思华，通讯作者为田军教授。合作者包括中国科学院大气物理研究所郑伟鹏研究员、俞永强研究员和魏吉林博士后，以及我室杜金龙博士后。该研究受国家重点研发计划和国家自然科学基金共同资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2026.110156