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为探究南非水文气候（SA hydroclimate）变化机制，研究人员分析 ODP 1084 叶蜡记录并结合 HadCM3 模拟。结果显示，SA 降水同位素特征变化与中更新世过渡期（MPT）南半球亚热带锋（AFS）移动相关。该研究有助于理解过去及预测未来气候，为区域适应气候变化提供依据。
在地球气候漫长的演变历程中，南非地区的水文气候一直是科学家们关注的焦点。南非的水文气候受大气环流（如哈德利环流，Hadley Circulation）和海洋系统（本格拉上升流系统，Benguela Upwelling System；阿古拉斯系统，Agulhas System；南极绕极锋系统，Antarctic Circumpolar frontal system ）等多种因素共同影响。中更新世过渡期（Mid-Pleistocene Transition，MPT，1.2 - 0.7 Ma）更是地球气候的一个关键转折点，全球气候从相对温和的 40 千年冰川周期转变为更为极端的 100 千年冰川周期。
在这一时期，南非地区的生态环境也发生了诸多变化，比如动物饮食结构改变、相对湿度增加等。然而，由于相关记录稀缺且粗糙，科学家们难以确定这些变化是局部的波动，还是区域乃至全球气候系统变化的一部分。为了深入了解南非水文气候在中更新世过渡期的变化规律，来自美国雪城大学（Syracuse University）等研究机构的研究人员开展了一项重要研究，其成果发表在《Nature Communications》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。在样本分析方面，对取自 ODP 1084（位于本格拉上升流系统中心上升流单元）的沉积物样本进行了叶蜡分析。通过对样本进行冷冻干燥、均质化处理，利用柱色谱法提取和纯化总脂质（TLEs） ，并借助气相色谱 - 火焰离子化检测器（GC-FID）和气相色谱 - 同位素比率质谱仪（GC-IRMS）分别对C29和C31烷烃的浓度、氢和碳同位素组成进行测定。此外，运用 Varimax 因子分析（一种类似主成分分析的矩阵分解技术，用于减少变量数量并保留原始信息），对叶蜡同位素等多种数据进行分析。同时，利用哈德利中心耦合模型 3（HadCM3）进行模拟实验，探究大气和海洋环流变化对南非降水的影响。
研究结果如下：
- 叶蜡分析结果：对 ODP 1084 沉积物的叶蜡分析发现，过去 340 万年中，δDwax和δ13Cwax记录呈现出明显趋势，在中更新世过渡期尤其在约 0.85 - 0.75 Ma，二者均出现相对突然的富集。通过分析不同n - 烷烃（如 Norm31 和 Norm33）的比率，发现约 0.9 Ma 时，Norm31 - Norm33 接近零，表明草原和稀树草原生物群落的蜡贡献增加，这意味着冬季降雨区（WRZ）及其相关植被类型可能在收缩。
- 南极锋迁移机制：约 1.5 Ma，南半球温带气温迅速下降，导致经向温度梯度（MTG）增强、海冰扩张，进而引起海洋环流重组。南大洋表面水温梯度变陡，使亚热带锋向北移动。这一时期，有证据表明亚热带锋更偏北，且可能限制了阿古拉斯泄漏（AL） ，导致西印度洋温暖、含盐海水积聚。MTG 的变化影响了哈德利环流的宽度和强度，使西风带风暴路径向赤道方向传播，冬季风暴向北移动更远，导致 WRZ 扩张，冬季降雨增加，使得 0.9 Ma 之前δDwax中的氘逐渐贫化。
- 锋面系统退缩：在约 1.1 - 1 Ma 和 0.8 - 0.75 Ma，南半球 MTG 迅速减弱。0.8 - 0.75 Ma 期间，热带和南半球大西洋温带的海表温度（SST）升高，亚热带锋和冬季风暴路径向南迁移，导致 WRZ 范围受限。ODP 1084 和 ODP 1081 的δDwax突然富集，δ13Cwax值波动明显，表明植被发生了变化，夏季降雨区（SRZ）可能扩张。
- 与陆地和热带记录的比较：ODP 1084 叶蜡记录的解释与来自卡拉哈里的多个陆地记录相符，均表明约 0.9 - 0.8 Ma 发生了重大水文气候变化。同时，该研究机制也支持了热带植被重建的观点，MTG 和哈德利环流的变化影响了热带地区的生态系统。
研究结论和讨论部分指出，该研究揭示了南非水文气候在中更新世过渡期与亚热带锋迁移密切相关，通过 HadCM3 模拟进一步证明了南非降水对西风带和亚热带锋变化的敏感性。这一研究补充了南非现有水文气候变化的陆地记录，提出的水文气候变化机制与现代 “Day-Zero” 干旱类似，表明现代这些影响深远的干旱事件有可能成为该地区未来气候的持久特征。深入研究这一机制，有助于提高对区域气候的预测能力，为减轻气候变化影响、增强南非社区应对人为气候变化的韧性提供科学依据。
