摘要：你有没有想过，那些呼啸而过的飓风，究竟是怎么来的？它们的频率又是如何变化的？特别是在加勒比海地区，那里是热带气旋活动频繁的地区，经常可以看到各种极端天气的新闻。但过去长期以来，对该地区热带气旋频率的长期变化趋势了解不足。随着全球变暖导致海面温度升高，可能增加热
位于中美洲伯利兹海岸附近的大蓝洞（Great Blue Hole）的航拍照片。图源：美国地质调查局（2006）
你有没有想过，那些呼啸而过的飓风，究竟是怎么来的？它们的频率又是如何变化的？特别是在加勒比海地区，那里是热带气旋活动频繁的地区，经常可以看到各种极端天气的新闻。但过去长期以来，对该地区热带气旋频率的长期变化趋势了解不足。随着全球变暖导致海面温度升高，可能增加热带气旋的强度和频率。因此，科学家需要更长时间跨度的气候记录，来更好地了解气候变化对热带气旋的影响。
“海洋与湿地”（OceanWetlands）小编注意到，2025年3月14日的一项发表在《科学进展》上的最新研究，就像一位“气象侦探”，通过分析伯利兹近海“大蓝洞”的沉积物，揭示了过去5700年间加勒比海风暴频率的惊人秘密。
话说，这个“大蓝洞”可不是普通的洞，它是一个深达125米、直径300米的水下洞穴，长得像一只深邃的“蓝眼睛”。这个洞穴，就像一个天然的“时间胶囊”，记录了过去几千年的海洋气候变化。研究人员从这里提取了一根30米长的沉积物岩芯，就像是给地球做了一次“CT扫描”，层层分析，寻找风暴留下的“蛛丝马迹”。
那么，风暴是如何在海底留下痕迹的呢？原来，风暴来袭时，会掀起巨大的海浪，裹挟着海底的粗颗粒沉积物，这些粗颗粒沉积物，就像是风暴的“指纹”，一层层地沉积在海底。而平静的日子里，沉积下来的则是细腻的沉积物。这样，研究人员通过分析沉积物岩芯中的粗颗粒层，就能“还原”过去的风暴记录。
上面的这个图片，综合展示了加勒比海地区的研究地点、历史风暴记录以及风暴沉积物（tempestite）的形成机制。图源：Dominik Schmitt et al. （2025）
研究方法
这项研究利用大蓝洞（GBH）作为古环境档案，采用了多种先进的采样和分析技术。研究团队首先使用了UWITEC混合平台和重力穿刺活塞钻机，从位于伯利兹的GBH中心区域进行钻孔采样。在采样过程中，核心样本通过空气货运从伯利兹运送至德国，并进行了初步处理和后续分析。核心开口、影像记录和分样等操作都是通过半自动化的设备进行的，同时配合了高分辨率扫描技术，对核心进行图像记录。
为了精确重建沉积层的年代，研究人员结合了年轮计数法、放射性碳定年法和层序对比等多种方法。通过对沉积物的纹理分析，结合光学识别事件层，研究人员成功区分了不同的沉积事件，并提供了有关热带气旋活动、古气候变化及古环境演变的重要数据。
俯瞰位于加勒比海的“灯塔礁”和“大蓝洞”。该图像由NASA地球观察卫星（EO-1）的先进陆地成像仪（ALI）于2009年3月24日拍摄。图中的蓝洞位于图像中心，周围是由珊瑚礁抬升形成的浅色环带。事实上，这个环带的部分区域在低潮时会露出水面，但大多数灯塔礁环礁的区域被浅水覆盖。图像中可以看到船只在水面上留下了小白线，其中两艘船正朝着蓝洞方向驶离。图像东侧的广阔海域呈现出浅蓝色，表示珊瑚礁边缘的特别浅水区。在礁的最东边，海浪打在礁石上，形成了白色的波纹。图源：NASA地球观察，Jesse Allen拍摄
研究结论
你猜怎么着？ 研究结果令人震惊。
研究人员发现，在过去5700年间，加勒比海地区的热带风暴和飓风频率呈现出明显的上升趋势。而且，这种趋势，很可能与一个叫做“热带辐合带”的家伙有关。
这个“热带辐合带”，简单来说，就是赤道附近的一个低压带，它就像一个“风暴制造机”，影响着大西洋地区风暴的形成和移动。研究人员发现，过去几千年间，热带辐合带的位置发生了变化，它逐渐向南移动，而这一变化，与加勒比海风暴频率的上升趋势高度吻合。
除此之外，研究人员还发现，海面温度的升高，也会导致风暴活动增加。这也不难理解，毕竟温暖的海水，为风暴的形成提供了充足的能量。
风暴是大气中剧烈的扰动现象，通常伴随着强风、暴雨、雷电等恶劣天气。它们是由大气层中的不稳定气团相互作用形成的，这种气团的不稳定性通常是由温度、湿度和气压的差异引起的。风暴的种类繁多，包括热带气旋（如飓风、台风）、温带气旋、雷暴、暴风雪等，它们对人类社会和自然环境都可能造成巨大的影响。上图摄影：裘德卫（Saul Dewei chiu）©绿会融媒·“海洋与湿地”（图文无关）
当然，研究人员并没有止步于此。他们还对21世纪的风暴频率进行了预测。结果显示，由于全球变暖，未来的加勒比海地区，风暴可能会更加频繁。研究人员预测，本世纪内，该地区可能会出现多达45次热带风暴和飓风，这远远超过了过去几千年的自然变率。
不过别急，科学家们并不是要制造恐慌。这项研究的意义在于，它为我们提供了更加全面的气候变化信息，帮助我们更好地理解和应对未来的气候挑战。特别是对于加勒比地区的热带气旋预警系统和应急管理工作而言，这一研究为其提供了一个重要的参考框架。随着全球气候变暖，热带气旋的频率和强度可能出现显著变化，因此，提前识别这些变化的趋势，对于减少灾害损失、保护沿海城市和生态系统具有重要的现实意义。
感兴趣的“海洋与湿地”（OceanWetlands）读者可以参看全文：
Dominik Schmitt, Eberhard Gischler, Martin Melles, Volker Wennrich, Hermann Behling, Lyudmila Shumilovskikh, Flavio S. Anselmetti, Hendrik Vogel, Jörn Peckmann, Daniel Birgel. An annually resolved 5700-year storm archive reveals drivers of Caribbean cyclone frequency. Science Advances, 2025; 11 (11) DOI: 10.1126/sciadv.ads5624
海湿
大蓝洞
大蓝洞（Great Blue Hole，GBH）位于伯利兹近海的灯塔礁（Lighthouse Reef）中心附近，是一个巨大的水下沉洞，直径约300米，深达125米，形状几乎完美的圆形。这个洞口在海面上呈现出深蓝色的巨大圆环，深邃的水域和丰富的海洋生物吸引了世界各地的潜水爱好者。大蓝洞不仅是一个极受欢迎的潜水胜地，也是一个令人惊叹的地质奇观。
大蓝洞是一个石灰岩洞，形成于冰河时期，当时的海平面远低于现在。随着冰川融化，海平面上升，洞穴被淹没，形成了今天我们所见的大蓝洞。大蓝洞内部的缺氧环境，使其成为一个很独特的生态系统，生活着一些特殊的海洋生物。从气候研究的角度说，蓝洞的沉积物记录了过去数千年的气候和环境变化，因此对科学家研究古代气候具有重要的价值。
海湿
岩芯
岩芯（Core）是从地质地层中钻取出来的圆柱形样本，它就像是地球的“时间胶囊”，一层层地记录了过去数千甚至数百万年的地质和环境信息。在研究热带气旋（TC）时，科学家们通过分析岩芯中的沉积物层，可以识别出过去风暴事件留下的痕迹，例如粗颗粒沉积物层，这些痕迹就像是风暴的“指纹”，帮助科学家们重建过去热带气旋的频率、强度和路径，从而更好地了解气候变化对热带气旋活动的影响。
海湿
事件层
在沉积物岩芯研究中，“事件层”（Event Layer）指的是由于突发性高能事件，如风暴、洪水、地震等，在短时间内形成的特殊沉积层。这些事件层与周围的“良好天气”沉积物在颜色、粒度、成分等方面存在显著差异，因此可以通过肉眼观察和实验室分析进行识别。
思考题·拓展思维
Q1、在过去5,700年间，随着热带风暴和飓风频率的增加，这一现象能否证明——气候变化不仅仅是全球气温上升的表征，也是对大气环流、海洋流动模式的深刻影响？
Q2、大蓝洞沉积物作为古环境档案的优势，是否能够克服其他传统方法（如湖泊沉积或湿地沉积）在气候重建中的局限性？
Q3、“大蓝洞”沉积物中发现的飓风数据，是否能够为全球其他热带地区的气候变化趋势提供类似的历史视角，从而帮助人类更好地理解全球气候系统的变化？
来源：老田说科学