热带辐合带(Intertropical Convergence Zone; ITCZ)是地球上最大、最重要的降雨带，是全球生物与人类最重要的栖息地，直接影响中国、印度和澳大利亚等国家地区的季风降雨和天气变化。此低纬度降雨带在不同季节如南北半球位置若有持续性的细微变化，往往会造成毁灭性的自然与文明大灾难。前人研究显示，公元9-10世纪的玛雅文明，就是因为此低纬度降雨带南移，造成中美洲长期干旱而崩解；中国许多朝代的兴衰更替也可能与此降雨带的南北迁移有关。 

来自中国科学技术大学、台湾大学、中科院地球环境所和剑桥大学的研究团队利用位于西太平洋暖池的巴布亚新几内亚东缘，近岸1660米的深海底所获得的海洋沉积物岩芯的地球化学记录，重建了二十八万年以来西太平洋低纬度降雨带的迁移历史，发现其变化受到地球围绕太阳的轨道周期所控制，同时受到欧亚大陆的西伯利亚高压所影响。研究团队进一步发现，东亚-澳大利亚的季风系统，两者虽然为相依的气候带，却有着不对称的轨道周期性。其中北半球东亚地区降雨带的移动呈现两万三千年（岁差）周期的变化，而南半球澳大利亚则呈现显著的四万一千年（倾角）周期的律动。此研究以“Obliquity pacing of the western Pacific Intertropical Convergence Zone over the past 282,000 years”为题于11月25日发表在《Nature Communications》上，11月27日入选《Science》杂志Science Editors' Choice (Vol 350, Issue 6264, p 1053)，以“A shifting wet girdle around the tropics”为题作了特别报道，认为本工作对研究当今全球暖化下的热带降雨带的变迁有重要意义。　

“Rhythm of the rain” 地球最大降雨带的南北迁移在西太平洋北半球以两万三千年的岁差周期“律动”，而在南半球做着四万一千年的的倾角周期“律动” 

全球泥沙侵蚀总量高居第一的巴布亚新几内亚，地处西南太平洋的间热带辐合带，低纬度降雨带在每年12、1、2月北半球冬季，也就是南半球夏季，从北半球南移至此。每年2000毫米以上的充沛降雨量，强烈侵蚀巴布亚新几内亚高耸山脉，将大量泥沙带入海洋；湍急的河水同时也携带着溶解的稀土族元素，注入大陆边缘海洋，而生长于海表的浮游性有孔虫在制造碳酸钙壳体的同时，也记录了当时海水中的稀土族元素成分特征。研究团队分析海洋沉积物岩芯中不同年代的浮游性有孔虫碳酸钙壳体之稀土族元素含量变化，便可以还原这个区域降雨变化及低纬度降雨带的迁移历史。 

结合海洋纪录与基于快速海气模型建立的轨道瞬变实验模拟，研究团队惊讶地发现，当地球自转轴倾斜角度较大时，12、1、2月的北半球高纬地区吸收到的日照总量非常少，会造成极度寒冷的欧亚大陆西伯利亚高压带，进而增强东亚冬季季风强度，一路南下，穿过赤道，携带充沛水气，将西太平洋低纬降雨带推向更南方，为北澳洲带来甘霖，润泽大地。相反的，澳洲面积远小于欧亚大陆，而且地处中纬度，所以影响高纬地区的“倾角”轨道力，很难透过澳洲冬季季风，影响东亚夏季季风变化。研究团队的新发现，让全世界对于低纬度地区降雨变化历史有更深入的认识，进而提供对相关区域国家对于自身水资源与国土开发政策的重要对策。 

该研究成果受到国家重大科学研究计划（南海珊瑚礁对多尺度热带海洋环境变化的响应、记录与适应性对策研究）及国家自然科学基金面上项目的资助，论文第一作者为我校地球和空间科学学院的刘羿副教授。已故的彭子成教授(作者博士论文导师)指导并参与了本项工作。 

（中科院壳幔物质与环境重点实验室、地球和空间科学学院、科研部 ）

论文链接：

http://www.nature.com/ncomms/2015/151125/ncomms10018/abs/ncomms10018.html 

《科学》杂志报道：

http://www.sciencemag.org/content/350/6264/twil.full