在吉里巴斯生長的珊瑚骨骼中的化學線索包含一個新發現的警告。它們警示全球氣候系統能夠從太平洋中吸取數十年積聚的熱量，並將其反吹回大氣層。
塔拉瓦環礁的石珊瑚所儲存的神秘化學天氣日誌已被破解，幫助科學家解釋了一個世紀以來全球變暖的峰值和低谷——並加劇了人們對近期減緩之後加速的擔憂。
新發表的研究結果加入到不斷增長的研究體系中，表明只需風向的轉變，就可能引發歷史上前所未有的全球氣溫上升時期。而太平洋信風強度的這種變化似乎每20到30年發生一次左右。
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基於珊瑚的發現，週一發表在《自然-地球科學》雜誌上，提供了新的歷史資料，支援了先前的模型結果和觀測，這些結果和觀測指出信風影響全球氣溫的長期盛衰模式。
在過去的幾十年裡，這個有影響力的週期，即所謂的年代際太平洋濤動，一直處於所謂的負相位，這意味著信風一直強勁。
越來越多的科學證據表明，這種負相位在推動全球地表變暖大約15年的減緩中發揮了重要作用。它表明，當濤動轉為正相位，信風減弱，自然週期的影響加劇大氣中非自然增加的溫室氣體水平時，變暖可能會加速。
黛安·湯普森，美國國家大氣研究中心的博士後研究員，也是週一發表的這項研究的負責人，她說我們現在正處於地表變暖減緩期，因為太平洋信風強勁。但她說，這種表面上的好運不會永遠持續下去。
“當風力減弱時，這是不可避免的，變暖將再次加速，”湯普森說。“溫室氣體引起的變暖和與這種自然週期相關的變暖將相互疊加。”
科學家們得出結論，強勁的熱帶太平洋信風充當著世界的空調。它們將溫暖的赤道地表水混合到更深處，並幫助將較冷的水帶到地表。但是，就像夏季為您的客廳降溫的窗式空調一樣，在為客廳降溫的同時，也在加熱外面的空氣，強勁的信風並沒有冷卻地球。它們只是將攜帶熱量的能量轉移到對我們影響較小的地方。
而且，就像窗式空調一樣，強勁的信風最終會崩潰。當全球空調崩潰時，模型和過去的經驗表明，這個過程將開始反向執行。
今年2月，澳大利亞和美國的研究人員將海洋和氣候模型結果與天氣觀測結果進行比較後，在《自然-氣候變化》雜誌上發表了研究結果，推進了早期研究，這些研究探討了濤動對全球的影響。他們發現，過去二十年強勁的太平洋信風的影響“足以解釋”近期全球變暖的減緩。
減緩指的是自本世紀初以來，陸地和海洋表面測量的溫度上升速度低於預期。由於大氣中溫室氣體汙染雲層增厚的影響，地球上捕獲的能量量繼續以更快的速度上升，但比平時更多的能量最終進入了海洋。海洋熱量——雖然我們中的許多人很難直接注意到——一直在推動全球氣溫打破紀錄，2014年有望成為有記錄以來最熱的一年，並帶來更惡劣的熱帶風暴。
澳大利亞和美國的研究人員在他們的論文中也做了類似的比較，將強勁的信風與1940年至1970年全球地表溫度的輕微降溫進行了比較。
週一，由湯普森領導的美國和英國科學家團隊報告了他們對從吉里巴斯人口最多的環礁——一個如明信片般美麗的太平洋國家，由許多小島組成——的珊瑚中鑽取的樣本巖芯進行的化學分析。選擇該樣本是因為珊瑚的位置，它生長在一個朝西的瀉湖口外。
科學家們測量了自19世紀90年代以來生長的珊瑚骨骼中錳含量的隨時間變化。瀉湖內的水域被一圈陸地遮蔽，免受來自東方的信風影響。當信風較弱時，來自西方的陣風更頻繁地攪動瀉湖的水域。當這些陣風吹來時，它們會揚起瀉湖中的沉積物，將錳釋放到水中，珊瑚可以使用錳代替鈣來生長骨骼。
該團隊還測量了從賈維斯島——吉里巴斯西南方無人居住的小島——採集的珊瑚樣本中的鍶含量，以衡量歷史地表水溫。珊瑚骨骼中的鍶含量受海洋溫度的影響。
科學家們發現，一個世紀前的風與全球天氣的關係，與最近其他科學家發現的聯絡相似。
“我們知道，風會在強信風期和弱信風期之間來回切換，”湯普森說。“我們的研究表明，這些風在全球氣溫上升速度中發揮著作用。”
湯普森的團隊在其吉里巴斯珊瑚巖芯中發現了20世紀初弱信風的證據。這些風與1910年至1940年期間全球氣溫上升速度快於僅由溫室氣體汙染可能引起的速度相吻合，考慮到當時大規模工業化仍處於起步階段。
該小組還發現，從1940年到1970年，信風更強，地表溫度更低，這為太平洋信風與全球氣溫變化速度之間的關係提供了更多證據。
“這篇論文證實了熱帶太平洋信風在全球氣候變率中起著重要作用的觀點，” 馬修·英格蘭，新南威爾士大學的教授，他沒有參與這項珊瑚研究，說*。他說，它的發現支援了其他近期研究的結論，包括2月份由英格蘭領導的團隊發表在《自然-氣候變化》雜誌上的論文。
“這裡非常新穎的是將20世紀初的變暖歸因於太平洋信風減弱，”英格蘭說。
哥倫比亞大學拉蒙特-多爾蒂地球觀測站的教授，透過分析珊瑚骨骼樣本研究古代氣候條件的布拉德克·林斯利稱讚了研究中珊瑚巖芯的使用。他沒有參與這項研究。
林斯利說，新的結果“令人興奮”，表明1910年至1940年地表溫度“知之甚少、快速上升”的部分原因“與信風強度和太平洋上層水柱的熱量釋放有關”。
林斯利說：“越來越多的證據正在圍繞這樣一種觀點凝聚，即數十年的強信風與全球地表溫度停滯甚至輕微降溫的數十年相吻合，因為熱量顯然是從大氣轉移到上層海洋。”
大西洋上空的風似乎也在調節全球地表溫度，儘管程度不如太平洋上空的風。關於大西洋的風和其他潛在力量在多大程度上促成了全球變暖的起伏不定，科學界尚未定論。“我們仍處於這個研究領域的開端，”伯爾尼大學研究氣候變率的教授斯特凡·布倫尼曼說。他還為《自然-地球科學》雜誌撰寫了一篇“新聞與觀點”文章，評估和描述這項新研究。“太平洋和大西洋的影響並非相互排斥。”
這項新研究的發現受到限制，因為只分析了一個珊瑚巖芯作為代理風力計——研究人員旨在解決這一缺陷。“珊瑚骨骼中錳的測量是困難且耗時的，”湯普森說。“既然我們知道它們有多重要，我們將進行更多測量。”
即使地表溫度上升已經放緩，太平洋深處溫度上升的證據部分來自不斷上升的擴張海域的測量。隨著全球氣溫持續升高，冰川和冰蓋融化導致海平面加速上升威脅著小島國吉里巴斯的生存，正是吉里巴斯的珊瑚提供了來自變暖過去的這些重要線索——以及在下一次風向改變後不久，一個更加炎熱的未來。
本文經氣候中心許可轉載。這篇文章於首次發表於2014年12月22日。 編者注（12/22/14）：本句已更新，以更正科學家的名字。馬修·英格蘭在最初的故事中被錯誤地識別為安德魯·英格蘭。