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背景介紹
ENSO是指發生在熱帶太平洋地區的厄爾尼諾-南方濤動現象，是地球氣候系統中最顯著的海氣耦合系統之一，對全球氣候和天氣產生重要影響。研究ENSO對氣候變化的影響，對預測和應對極端天氣事件具有重要意義。
東亞夏季風（EASM）地區洞穴系統δ18O的氣候指示意義是利用石筍進行古氣候研究的一個關鍵前置問題。ENSO與季風降水/洞穴δ18O之間的聯系及其機制也存在爭議。對洞穴降水-滴水-沉積物氧同位素的長期系統監測是解決這些問題的有效途徑。該研究提供了位于受EASM影響的前沿地帶的中國東南部玉華洞近11年來的降水、滴水和現代沉積物δ18O的數據，揭示了玉華洞巖溶系統氧同位素的傳遞過程、洞穴碳酸鹽沉積物氧同位素的指示意義，探討了ENSO對降水/洞穴氧同位素的影響機制。
研究方法
采樣地
玉華洞（26°50′N，117°26′E）位于武夷山東南側，距福建省福州市約200公里（圖1a）。
采樣方法
采樣時使用潔凈的5L聚丙烯塑料容器, 用錫箔紙裹住瓶身，并加入大約一厘米厚的液體石蠟。接取降水后混合均勻，立即倒入50ml聚丙烯塑料瓶和2ml玻璃密封瓶，裝樣過程中確保兩種類型的瓶子裝滿并用封口膜密封以防止樣品蒸發, 并置于4°C冰箱中冷藏保存直到進行分析測試，以避免發生同位素分餾。在兩個滴水點（編號ENXX和SBML）下使用同類型的樣品瓶收集滴水樣本（圖1c），并對一分鐘內的滴水次數進行計數，以計算滴率。
同位素數據測量與處理：降雨和滴水的δ18O和δD的測量在福建師范大學使用Picarro L2140-i完成。數據已標準化，使用三個內部標準（δ18O:−19.13‰、−8.61‰和−0.15‰；δD:−144‰、−63.4‰和−1.7‰），以維也納標準平均海水（V-SMOW）表示；測量精度δD為±0.5‰，δ18O為±0.08‰。沉積物的δ18O使用碳酸鹽自動進樣裝置kile IV與Finnigan MAT-253型質譜儀聯機完成測試。每９個樣品插入１個標準樣品（NBS-19），分析誤差（±２σ） 優于0.06‰，結果以δ18O(VPDB)表示。
研究結論
該研究獲取了中國東南玉華洞長達11年的監測數據，研究人員研究了降水、滴水和沉積物的氧同位素變化，以探究氧同位素的傳遞過程及與ENSO的聯系。氧同位素是一種用來研究水文循環和氣候變化的重要指標，通過分析氧同位素的比例，我們可以了解降水和水體的來源、循環和變化過程。
研究表明：降水δ18O（δ18Op）的季節和年際變化主要受上游對流和降水過程調控。δ18Op強烈響應于受ENSO活動影響的熱帶輻合帶遷移及西太平洋副熱帶高壓帶活動有關的東亞夏季風活動。由于巖溶儲層混合效應的影響，滴水δ18O（δ18Od）的季節變化不規律，其振幅遠小于δ18Op。δ18Od可以反映巖溶水庫中雨水δ18Op在停留時間內的綜合變化，并可以繼承δ18Op中的ENSO信號。玉華洞滴水點的補給模型揭示了ENSO響應的時間和幅度差異，這可歸因于巖溶含水層中雨水停留時間和新舊水混合比例的變化。降雨量越大，δ18Od對ENSO活動的響應越敏感，時滯越短，振幅越大。沉積物δ18O（δ18Oc）系列表現出明顯的季節變化，受到洞穴溫度變化的控制。在年際時間尺度上，δ18Oc的變化主要受δ18Od的控制，可以記錄ENSO信號。研究表明，玉華洞高分辨率石筍δ18O重建可能能夠識別東亞夏季風在年到十年時間尺度上與ENSO相關的歷史變化。
我們的研究強調了利用對特定洞穴地點的降雨、洞穴滴水和沉積物δ18O的長期監測來改進對石筍δ18O記錄中氣候信息及與ENSO相關的驅動機制的解釋的必要性。玉華洞高分辨率石筍δ18O重建能夠記錄東亞夏季風在年到十年時間尺度上與ENSO相關的歷史變化。未來，我們將進一步深入追索ENSO事件與季風變化的關系，為全球變暖背景下極端氣候事件的預測和應對提供理論支撐。
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