伍兹霍尔海洋学研究所（WHOI）的研究人员将古气候证据与气候模型模拟相结合，以探究这两个大洋在过去几个世纪中的行为紧密程度。
他们的研究结果表明，火山活动可以暂时削弱印度洋和太平洋之间的气候联系。然而，最近人类驱动的气候强迫导致这两个地区的气候变率关联方式发生了研究人员所称的“异常”转变。
这项研究发表在《自然-通讯》上，标题为“19世纪火山活动扰乱了太平洋和印度洋变率的耦合”。
通常同步的气候联系
整个印度洋的气候状况通常会对太平洋发生的变化做出响应。这种联系有助于塑造整个热带地区广泛的降雨、温度和大气环流模式。
然而，自20世纪80年代以来，科学家们注意到这种关系已经减弱。印度洋的表现越来越偏离根据太平洋状况通常预期的模式，研究人员将这种变化与气候变暖联系起来。
一个挑战是可靠的仪器气候记录覆盖时间不足一个世纪。这使得很难确定最近的变化是真正不同寻常，还是仅仅属于更长自然周期的一部分。
为了追溯更久远的历史，WHOI团队求助于保存在珊瑚、树木年轮和石笋中的热带古气候记录。这些自然档案使研究人员能够将印度洋和太平洋的气候状况重建追溯到17世纪初。
火山在19世纪扰乱了海洋联系
古气候证据显示，在过去400年的大部分时间里，印度洋和太平洋保持着紧密的联系。
有一个时期显得尤为突出。
在1810年至1850年间，这两个大洋之间的关系发生了显著变化。研究人员将这种扰动与一系列热带大型火山爆发联系起来，这些爆发似乎削弱了太平洋对印度洋气候状况的惯常影响。
涵盖过去一千年的计算机模拟支持了这一解释。
扰动的强度既取决于火山爆发的规模，也取决于当时存在的背景气候条件。
“这是利用过去气候、现代观测和气候模型的证据来考察太平洋和印度洋之间联系断裂的首批研究之一，”WHOI资深科学家、合著者Caroline Ummenhofer说。
现代变化显得更为异常
火山造成的联系只是研究人员发现的一部分。通过将现代气候与过去几个世纪的状况进行比较，他们还能够判断当前印度洋和太平洋耦合的减弱究竟有多异常。
“我们拥有的现代数据有限，且追溯时间不够久远。借助气候模型和古气候记录，我们现在能够更有信心地说，我们看到的近期变化确实相当异常，”第一作者Shawn Wang说。
Wang是WHOI的前研究生和博士后研究员，目前是科罗拉多大学博尔德分校的博士后。
研究结果表明，尽管火山爆发可以暂时中断两个大洋之间的联系，但现代的联系断裂似乎是由另一种力量驱动的。
“一个关键发现是，全球变暖和人类排放现在正在压倒太平洋对印度洋的自然影响，”Ummenhofer说。
为何印度洋对气候预测至关重要
了解印度洋和太平洋相互影响的程度对气候预测非常重要。
大洋之间的联系可以帮助科学家预测降雨和其他主要气候模式的转变。如果这些关系减弱或改变，基于历史行为的预测可能会变得不那么可靠。
过去的许多研究分别考察了主要大洋。而这项研究侧重于它们之间的相互作用方式，以及当这些联系开始减弱时会发生什么。
“印度洋是一个巨大的热库，它可能与太平洋的表现脱钩。这项研究的结果强调了印度洋的独立行为，”WHOI名誉研究学者、合著者Delia Oppo说。
该研究得到了美国国家科学基金会、WHOI科学投资项目以及WHOI学术项目办公室的支持。