神农架石笋记录的近200年东亚季风变化及其ENSO响应

  • 赵侃 1, 2 ,
  • 陈仕涛 , 1, 2 ,
  • 崔英方 1 ,
  • 汪永进 1, 2 ,
  • 程海 3
展开
  • 1. 南京师范大学地理科学学院,南京 210097
  • 2. 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心,南京 210097
  • 3. 西安交通大学全球环境变化研究院,西安 710049
陈仕涛(1974- ),男,湖北襄阳人,副教授,主要从事全球气候变化与区域响应研究。E-mail:

收稿日期: 2014-05-20

  要求修回日期: 2014-10-08

  网络出版日期: 2015-01-10

基金资助

国家自然科学基金项目(41202123,41072126)

江苏高校优势学科建设工程资助项目

East Asian monsoon changes and its ENSO response revealed by a 200-year stalagmite record from Yongxing Cave on the Mountain Shengnonjia

  • ZHAO Kan 1, 2 ,
  • CHEN Shitao , 1, 2 ,
  • CUI Yingfang 1 ,
  • WANG Yongjing 1, 2 ,
  • CHENG Hai 3
Expand
  • 1. College of Geography Science, Nanjing Normal University, Nanjing 210097, China
  • 2. Jiangsu Center for Collaborative Innovation in Geographical Information Resource Development and Application, Nanjing 210097, China
  • 3. Institute of Global Environmental Change, Xi'an Jiaotong University, Xi'an 710049, China

Received date: 2014-05-20

  Request revised date: 2014-10-08

  Online published: 2015-01-10

Copyright

《地理研究》编辑部

摘要

通过湖北省神农架永兴洞石笋(编号:YX92)230Th年龄和纹层计数年代学研究,建立了1788AD-1956AD时段年际分辨率石笋氧同位素序列。该序列δ18O值变化范围为-9.70‰~-7.87‰,最大振幅约达1.83‰,呈现显著的年代际尺度振荡旋回特征。功率谱分析结果揭示存在显著的60~70年准周期信号。该记录与同区域和尚洞石笋δ18O曲线具有很好的重现性,说明其可能受控于共同的气候因子,指示了东亚夏季风大尺度环流特征。将石笋重建的东亚夏季风指标与全印度夏季降水量指示的印度夏季风指数对比,结果显示两者在年代际旋回特征上具有很好的相似性,但是呈反相位关系。进一步与ENSO指数对比,发现东亚夏季风年代际尺度变化与ENSO存在密切联系,表现为东亚夏季风增强,对应于ENSO暖期,反之亦然。因此,东亚季风与印度季风在年代际尺度上的反相位关系可能源于两者对ENSO机制的不同响应。

本文引用格式

赵侃 , 陈仕涛 , 崔英方 , 汪永进 , 程海 . 神农架石笋记录的近200年东亚季风变化及其ENSO响应[J]. 地理研究, 2015 , 34(1) : 74 -84 . DOI: 10.11821/dlyj201501007

Abstract

An annually-laminated and 230Th-dated stalagmite oxygen isotope (δ18O) record from Yongxing Cave, central China, provides an average annual resolution East Asian summer monsoon (EASM) history covering from 1788-1956. The δ18O values of stalagmite show variations ranging from -9.70‰ to -7.87‰ (VPDB), with an amplitude as large as ~1.83‰. The δ18O profile exhibits clear inter-decadal oscillations over the past ~200 years. A comparison of δ18O records from Yongxing Cave and Heshang Cave, both located in the mid-low Yangtze River Valley, shows a close similarity during their contemporaneous growth periods. The two duplicated stalagmite δ18O records suggest that oxygen isotopic variations are primarily caused by climate change, possibly related to the EASM changes. Power spectral analysis of the δ18O data indicates that the EASM varies at a periodicity of ~60-70 years (above the 95% confidence level). The changes in EASM are comparable to Indian summer monsoon (ISM) changes derived from all Indian summer rainfall (JJAS) over the past ~200 years. The comparison result shows a broad similarity on inter-decadal timescale between the EASM and ISM, but in an opposite sense, with a correlation coefficient of 0.47 (n=141, P<0.001). Furthermore, the EASM and ISM records are compared to a unified ENSO proxy (UEP), which is revealed by Principal Component Analysis of 10 commonly used ENSO proxies. On inter-decadal timescale, weak/strong EASM and strong/weak ISM intervals are linked to cool/warm ENSO phases. This observation might suggest a strengthening influence of ENSO on decadal Asian monsoon variability.

1 引言

早在20世纪初,研究者就发现喜马拉雅/欧亚大陆冰雪覆盖[1]和ENSO旋回[2]是影响亚洲夏季风降水变化或者异常的两个最重要的驱动因素。一般认为前者提供了季风前期的亚洲大陆热力条件,暖的状况有助于建立夏季强的海陆热力梯度[3]。ENSO则被认为是已知年际尺度季风变化最大的气候驱动,其表现为热带东西太平洋大尺度热源的位置移动变化[4-6]。自从Bjerknes[7,8]的开创性工作以来,热带海洋与副热带及中高纬度气候的相互作用一直是一个热点问题。过去的研究已经发现显著的快速联系存在于印度季风降水和ENSO[4-6,8,9]。比如:印度拥有近200年(1813年以来)仪器观测的降水数据,其分析结果显示:夏季季风降水存在显著的年代际周期信号(12~18年,30~40年和60~80年),其变化与ENSO之间存在密切联系[10-12]。ENSO对东亚夏季风和中国夏季降水分布的影响是中国学者的重要研究课题。大量研究发现[13-18],ENSO循环的不同阶段对东亚夏季风的影响有所不同,但若考虑到大气对海洋变化的滞后响应,ENSO应主要影响其冬季盛期之后的夏季气候异常。在ENSO爆发后的翌年夏季,东亚夏季风一般偏弱,西太平洋副高偏南,长江流域降水偏多,华北和华南降水偏少,即中国东部夏季降水呈中间型分布,这就是经典的ENSO——东亚夏季风关系及相关的ENSO型降水分布。然而,受制于中国仪器测量数据时限较短,东亚季风气候与ENSO在不同时间尺度上的联系仍然存在很大的不确定性。
高分辨率精确定年气候代用指标的获取有助于理解不同时间尺度气候变化规律及其动力学机制。石笋作为石灰岩洞穴中的典型次生碳酸盐沉积物,从中能够提取多种气候代用指标,其中氧同位素是目前应用最为广泛的[19-21]。高精度230Th年龄控制的石笋氧同位素序列在轨道至千年尺度全球气候变化与突变事件的研究中发挥了重要作用[22]。然而,在年际—年代际尺度上,石笋δ18O记录的气候信号及其机理仍然存在较大争议[23,24]。解决这一问题的关键是开展现代气象观测时期石笋δ18O记录与仪器测量数据的对比研究。中国石笋研究者已经将一些单点洞穴石笋记录校准到仪器监测降水数据[25-27]或环流指数上[24,28,29]。但是,由于生长于最近100~200年的高分辨率石笋数据仍较少,而且样品自身的测年精度、时间分辨率及非气候因素干扰等问题的存在,使得不同地点洞穴石笋δ18O信号不具有很好的重现性,因此代用指标可靠性直接影响了地质记录与器测数据的对比和衔接。因此,获得器测时期年代可靠、包含足够高分辨率气候信号的洞穴记录,将有助于推进年际-年代际尺度气候变化及其动力学机制的理解。这里采集了发育于典型东亚季风区湖北神农架永兴洞一支石笋(编号:YX92),通过年纹层计数和230Th年龄数据,重建最近200年年际分辨率东亚夏季风气候记录,用以探讨短尺度东亚季风变率及其控制因素。

2 材料与方法

所研究石笋YX92采自湖北省神农架保康县歇马镇东10 km处的永兴洞(31º35′N、111º14′E,海拔约800 m,图1)。神农架地区在地层区划上属扬子准地层区的大巴山—大洪山分区,地质构造属扬子准地台上扬子坪区,地跨大巴山—大洪山台缘褶带与鄂中褶断区两个三级构造单元,以山高、坡陡、谷深为其特征。区域内地表土壤发育较好,植被繁盛,主要以灌木、草本植物为主,人类活动影响力较小。本区属于东亚季风气候区,年均温度为约8 ℃,降水量分配比较集中,夏季(6-8月)降水最多,大部分地区在500~600 mm之间,占全年降水量的50%以上,冬季(12-2月)的降水量很少,50 mm左右,仅占全年降水量的5%。永兴洞深约500米,洞穴封闭性较好,洞内监测显示年内温度在14℃~16℃之间变化,洞内湿度常年约100%。YX92石笋长约560 mm,直径约40~60 mm。沿生长轴切开并抛光后发现,石笋岩性基本一致,由纯净的透明方解石组成,颜色以灰白色为主,夹杂有少量浅黄色条带,在肉眼和放大镜下可观察到密集的纹层(图2),成分和颜色韵律性很强,硬度均一。距顶约160 mm处存在显著的暗色条带,从岩性特征上基本可以判定为沉积间断,因此集中研究距顶155 mm部分。
Fig. 1 Location of the study area

图1 研究区域

Fig. 2 (a) polished surface of sample YX92; (b) and (c) higher magnification view of annual layers

图2 永兴洞石笋YX92抛光面照片(a)及其年纹层放大图(b, c)

在石笋抛光面上,用直径为0.9 mm的牙钻分别从距顶8 mm、26 mm、73 mm、111 mm、145 mm和155 mm处获取了6个230Th年代测试样品,每一样品层厚跨度约为3 mm,称重约200 mg。铀系年代测试仪器为MC-ICP-MS Neptune,化学实验方法参照Edwards等研究[30,31],由美国Minnesota大学地质和地球物理系同位素实验室和西安交通大学全球环境变化研究院完成,年龄误差为±2σ(表1)。同位素样品的采集采用0.3 mm的钻头,沿生长轴钻取155组氧碳同位素样品,利用碳酸盐自动进样装置以及FinniganMAT-253型质谱仪联机完成测试,同时在每9个样品插一个标准样品(NBS-19),分析误差(±2σ)优于0.06‰,VPDB标准,由南京师范大学地理科学学院同位素质谱实验室测试完成。此外,采用高分辨率扫描仪扫描石笋抛光面,所获取图片利用Photoshop软件放大进行微层计数统计。为了尽可能减少计数者主观因素导致的微层计数误差,3人分4次进行微层统计,相互对比计数异同,最终获取计数结果及其误差。
Table 1 230Th dating results of stalagmite YX92

表1 YX92石笋230Th测年结果

Sample Number 238U(ppb) 232Th
(ppt)
230Th/232Th(atomic×10-6) 230Th/232Th activity δ234U*measured [230Th/238U]activity Age Un-orrected Age Co-rrected Age(AD) Corrected δ234Uinitial**Corrected
YX92-8 mm 351±0.8 723±10 14±4 3±1 486.9±3.6 0.0018±0.0005 129±39 88±44 1919±11 487±4
YX92-26 mm 431±0.8 1242±25 16±2 16±1 475.9±2.3 0.0028±0.0001 209±28 152±49 1862±49 476±2
YX92-73 mm 238±0.4 1184±24 14±2 11±2 482.8±3.4 0.0041±0.0005 305±36 208±78 1806±78 483±3
YX92-111 mm 319±0.8 108±3 88±7 3±0.4 461.0±3.5 0.0018±0.0001 135±10 129±11 1879±11 461±4
YX92-145 mm 367±0.6 875±18 28±2 3±0.3 488.4±2.1 0.0041±0.0002 298±16 252±37 1762±37 489±2
YX92-155 mm 290±0.6 206±7 57±11 5±0.3 494.9±4 0.0024±0.0005 178±34 164±35 1844±35 495±4

注:U衰变常数:λ238=1.55125×10-10 a-1; λ234=2.82206×10-6 a-1; Th衰变常数:λ230=9.1705×10-6 a-1; *δ234U= ([234U/238U] activity-1) ×1000; **δ234Uinitial 是根据 230Th 年龄获得, 即234U initial =234U measured×eλ234×T; 校正230Th 年龄假设初始的230Th/232Th 原子比为4.4±2.2×10-6

3 结果分析

3.1 时标的建立

图2a可见,YX92石笋整体纯净,生长层清晰,且生长速率较快,肉眼即可分辨微层。微层具有清晰的明/暗色层偶特征,微层平直、连续,层与层之间界面清晰。这一微层特征与湖北和尚洞年层[32]较为相似,应归属于中国南方型年层类型[33,34]。自2013年3月起,对永兴洞已经开展连续近1年的逐月洞穴监测,基本跨越冬/夏季(旱/雨季),洞内4个监测点的滴水监测结果显示4个监测点均为常年滴水,夏季滴率明显高于冬季。现代碳酸盐沉积物采集结果也显示夏季沉积量明显,冬季较少,季节差异显著。旱季滴率低,有利于原地有机物的附着与生长[35]。由此,季节性气候条件的变化很可能是YX92石笋微层形成明/暗色层偶特征的原因。YX92石笋微层基本可以判定为年纹层。因此,可以利用微层计数法建立可靠的相对时标。在微层计数过程中,某些区间微层较为模糊,层间界线不甚清晰(图2b),是构成微层计数误差的主要来源;而大部分区间由暗色紧致透明层和白色疏松不透明层组成,易于辨别(图2c)。经多人多次数层后得出最终微层计数结果:0~42 mm和110~155 mm层段由于层面更清晰,计数更确切,分别为66±2层和38±2层;在43~109 mm层段模糊层面较多且溶孔较密,不利于计数,结果为68±8层。年层计数结果显示YX92石笋研究时段持续约172±12年。由于年层计数时标为“浮动”时间标尺,因此,需要进一步确定其绝对年龄框架。
Fig. 3 Age-depth relation for stalagmite YX92 in Yongxing Cave

图3 永兴洞YX92石笋年龄—深度图

表1给出了石笋230Th测年结果与误差范围。样品238U含量在238~431 ppb之间变化,而232Th含量在108~1242 ppt之间变化。较高的钍含量导致较大的测年误差(±11~78年),同时样品230Th/232Th原子比和活度比过低,指示U/Th测年结果可能需要进一步的校正[36-38]。基于上述原因,本文所获得的U/Th测年结果仅能判定该样品生长于最近200年时段(图3),其绝对年龄框架需要借助于其他可靠气候代用指标进行标定。用同一区域和尚洞石笋(HS4)记录[32]来检验和标定其绝对年龄框架是个理想的选择。主要原因如下: HS4石笋采集于2001年,为正在生长的具有清晰年纹层的样品,其起始于2001年的年纹层计数结果与U/Th测年数值在整个全新世都相互吻合, 其近100年来的δ18O序列由年纹层时标所控制,年龄误差小于3年; 该石笋δ18O信号与同洞穴石笋HS6[28]和本文石笋YX92具有很好的重现性(图4),为可靠的气候代用指标。将YX92和HS4石笋δ18O记录进行精细对比,发现将YX92石笋的顶部年龄校正至约公元1956年,两者δ18O信号无论是在变化趋势还是事件旋回上,都具有很好的相似性,比如:1900AD~1940AD期间的δ18O值负偏事件,两者在事件结构、持续时间和相对增幅上都具有很好的一致性。因此,基于与HS4石笋δ18O信号的对比结果,系统调谐YX92石笋“浮动”时标以获取可靠的时间框架。当然,YX92和HS4石笋δ18O信号之间也存在着细节的差异,比如:上述δ18O负偏事件的开始与结束过程,在YX92记录中显示较为快速,而在HS4记录中为缓变。这些差异可能归因于不同洞穴石笋δ18O记录的信噪比差异或者年层计数时标的误差。
Fig. 4 Comparison of δ18O records from samples YX92 and HS4

图4 石笋YX92与和尚洞石笋HS4记录对比

3.2 石笋δ18O气候解释

石笋沉积的方解石与岩溶水之间同位素达到平衡是石笋δ18O作为气候代用指标的重要前提[39]。依据Hendy准则[39],分别选取4个不同生长层,每层自生长轴心向一侧以2 mm间距取5个样品进行氧同位素分析,结果见图5。YX92石笋每层的 δ18O值变化基本一致,其标准差均落在0.06~0.12范围内。同时,沿生长轴方向δ18O与δ13C之间没有显著的相关性(R2=0.0266)。上述检验表明石笋YX92受动力分馏较小,基本达到了同位素平衡分馏。
Fig. 5 “Hendy test” for stalagmite YX92

图5 石笋YX92的Hendy检验结果

同一洞穴或是不同洞穴的滴水点,由于滴水位置存在差异,滴水经历的渗流路径、滞留时间、土壤CO2分压以及溶解离子浓度等过程的不同,其CO2的逸出以及CaCO3沉积的过程也不尽相同,所以当不同石笋同位素记录具有重现性时,则可以说明动力分馏、蒸发作用以及渗流带等因素对其同位素影响并不显著,石笋同位素组成变化可以反映气候变化信息[40,41]。在此,将石笋YX92δ18O记录与和尚洞HS4记录进行重复性检验(图4)。对比结果显示两者整体变化基本一致,体现在相似的变化趋势、振幅以及周期旋回特征。两者δ18O记录基本一致的事实证实了同一区域不同洞穴石笋δ18O信号可能受控于相同的气候因子[21,22]。和尚洞石笋研究发现δ18O记录与指示东亚季风环流特征的西太平洋副热带高压指数和太平洋年代际振荡指数具有较好的相关性,由此认为石笋δ18O值变化在年—年代际尺度上响应于东亚夏季风大尺度环流,并与热带海洋的海温异常有直接关系[28]。将和尚洞记录与利用海平面气压差重建东亚夏季风指数直接对比,发现两者也具有很高的相似性,逐年相关系数达-0.50(1902-2000年,P<0.001)[24]。因此,永兴洞与和尚洞δ18O记录的重现性说明至少同处于长江中下游流域的洞穴石笋δ18O记录能够很好的反映东亚夏季风环流特征。
梅雨是春末夏初东亚夏季风季节进程中特有的雨季。在中国,梅雨用来指从6月中旬到7月中旬中国江淮流域的雨季[42-44]。基于1971-2000年中国740个台站降水资料和美国国家环境预报中心(NCEP)数据库资料,梅雨带主要分布于长江中下游流域,梅雨季(约6月12日-7月8日)降水量(约260 mm)可达夏季降水总量的45%[45]。本文推测持续稳定的梅雨降水很可能是长江中下游流域的洞穴石笋δ18O值变化重要贡献因素。与永兴洞相临近黑龙洞石笋在过去千年δ18O记录的研究中也发现石笋δ18O与历史文献和器测数据重建的梅雨锋强度[46]在准周期上具有一致性,而与中国北方降水存在反相位关系,说明黑龙洞石笋δ18O记录可能指示了梅雨锋强度变化[47]。因此,YX92石笋δ18O记录所指示的东亚夏季风环流特征,在本文中主要由梅雨锋强度变化来表示,即东亚夏季风强(梅雨锋强),石笋δ18O偏负,反之亦然。

4 讨论

4.1 亚洲季风年代际变率

利用年纹层时标建立了YX92石笋1788AD-1956AD年分辨率δ18O记录(图4图6)。在整个发育时段,δ18O记录呈现高频振荡特征,其δ18O变化范围是-9.70‰~-7.87‰,平均值为-8.84‰,最大振幅约达1.83‰。利用多项式拟合,YX92样品δ18O记录呈现两个明显的年代际尺度旋回特征,即在1800AD-1870AD和1870AD-1940AD两个时期,δ18O值显示相似的由负偏到正偏的变化过程(图6)。功率谱分析结果也显示石笋δ18O记录存在显著的60~70年准周期信号(置信度超过95%,图7)。上述结果表明近200年来梅雨锋强度存在显著年代际尺度(60~70年)波动特征。
Fig. 6 Comparison of EASM record, Indian summer monsoon index(7-year running mean) and ENSO Index (15-year running mean)

图6 东亚季风记录与印度季风指数(7年滑动平均)、ENSO指数(15年滑动平均)对比

Fig. 7 Power spectral analysis for the YX92δ18O record

图7 石笋YX92δ18O记录功率谱分析图

印度近200年(1813年以来)降水器测数据分析结果显示印度夏季风强度也存在突出的年代际(约60年)周期信号[10-12]。将YX92石笋重建年分辨率东亚夏季风强度(梅雨锋强度)指标与全印度夏季(JJAS)降水量[48]指示的印度夏季风强度记录进行对比,以探讨两者在年代际尺度上的关系。对比结果显示两者在重叠时段具有明显的相似性(图6),无论是在周期特征还是相对振幅上,都具有可比性。相关性分析显示二者具有较强的反相关关系,相关系数达-0.47(n=141, P<0.001),即东亚夏季风增强时期对应于印度夏季风减弱时期,反之亦然。这一对比结果得到了现代气象观测结果的支持。现代气象学研究认为亚洲—太平洋季风系统基于雨季特征可以划分为三个子系统,即印度夏季风、西北太平洋夏季风和东亚夏季风,前两者属于热带季风系统,而东亚夏季风(梅雨带)则属于亚热带季风系统[49]。气象观测研究表明,热带季风槽,即热带辐合带(ITCZ),其强弱变化在年代际尺度上与副热带辐合带(梅雨锋强度)呈反相位的趋势变化[50]。Zhang[51]也明确指出印度季风水汽与长江中下游水汽输送存在反相变化特征。当印度季风水汽输送偏强(偏弱)时,东亚上空的水汽输送偏弱(偏强),长江中下游降水偏少(偏多)。因此,本文对比结果表明最近200年以来东亚夏季风(梅雨)强度与印度夏季风强度存在着年代际尺度的反相位关系。然而,由于受制于石笋绝对定年和数年误差,两者精确的相位关系(同步、提前或者滞后)仍然需要更多高质量气候记录加以论证。

4.2 年代际亚洲季风驱动机制

ENSO被认为是年际尺度季风气候变化最大的驱动因素[3,10-12]。近百年印度季风降雨与ENSO之间关系的统计分析显示在El Niño年印度季风倾向于减弱,而在La Niña年则倾向于增强[52]。ENSO与中国夏季气候异常之间联系的研究也发现ENSO可能对梅雨锋强度变化具有重要的影响[53]。利用美国NCEP-NCAR的大气再分析资料、海表温度(SST)资料以及降雨资料,Wang等[54]分析结果显示在El Niño事件从发展到衰落过程中,印度夏季风强度持续遭到压抑,而东亚夏季风降水则得到增强。吴国雄等[55]研究发现当赤道中东太平洋海水温度偏高时(El Niño年),西太平洋副热带高压偏南偏强,长江中下游流域梅雨锋增强,降水偏多。因此,东亚季风(梅雨)与印度季风在年际尺度上呈反相位关系,可能归因于两个季风区域不同的海陆分布格局所造成的两季风不同的空间结构,以及对ENSO驱动的不同响应[3,52,54]。上述研究表明亚洲季风与ENSO之间的关系可能具有某种结构上的紧密性质,提示年代际尺度上亚洲季风与ENSO之间可能也存在类似年际尺度上的关系。Kumar等[10,11]研究即证实了过去140年印度夏季降水与ENSO在年代际尺度上的反相位关系。
将梅雨锋强度记录与ENSO指数作进一步对比,以探索两者年代际尺度上的相关关系。McGregor等[56]基于过去常用的10个ENSO重建记录,通过主成分分析提取这些重建结果的共同特征,获得了统一的ENSO代用指标(UEP)。将梅雨锋强度指标与UEP对比,发现两者在年代际尺度周期旋回上存在着显著正相关关系(图6),即El Niño平均态(ENSO暖期)对应于东亚夏季风强时期,La Niña平均态(ENSO冷期)对应于东亚夏季风弱时期。YX92石笋δ18O记录与UEP相关性分析结果也支持上述对比结果,两者相关系数r=-0.35(n=141, P<0.001)。这一对比结果表明梅雨锋强度与ENSO在年代际尺度上存在着显著的正相位关系。ENSO指数与印度夏季降水记录对比则显示显著的负相关关系(图6),两者相关系数r=-0.36 (n=141, P<0.001),这一结论也得到了Kumar等[10,11]研究结果的支持。基于上述研究,认为ENSO可能是中国长江中下游流域梅雨锋强度与印度夏季风强度在年际—年代际尺度上反相关关系的主要控制因素。

5 结论

(1)永兴洞石笋YX92提供了1788AD-1956AD年分辨率东亚夏季风(梅雨锋)强度变化记录。该记录显示突出的年代际尺度旋回特征。功率谱分析结果证实存在显著的约60~70年准周期信号。
(2)与印度夏季风强度指标对比,发现无论是在周期特征还是相对振幅上,都具有可比性。但是,两者呈现显著的反相关关系,即东亚夏季风强,对应于印度夏季风弱,反之亦然。
(3)对比ENSO指数显示,与现代气象学(年际尺度)研究结果相类似,东亚夏季风与印度夏季风强度在年代际尺度旋回特征可能也主要受控于ENSO机制。

The authors have declared that no competing interests exist.

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