2021年7月20日，河南省鄭州市遭遇了一場極為罕見的特大暴雨（史稱「7.20」暴雨），三天下了一年的雨，被氣象學界稱為「千年一遇」。不過，所謂“千年一遇”，是基於過去不到100年的氣象觀測數據推算出來的，更多的是一個“形容詞”，並不嚴謹。

尤其是隨著全球氣候變暖，暴雨、暴雪、乾旱等極端天氣出現得越來也頻繁，因此鄭州這場暴雨究竟是「千年一遇」的偶然事件，還是新的常態，仍有待研究。

為此，來自中科院地球環境研究所的氣候變遷整合-模擬-同化-預測團隊，利用微米級的二次離子質譜（SIMS）技術，分析了鄭州滎陽地區現代條華蝸牛殼體中的氧同位素記錄，特別關注了2021年6月到9月之間蝸牛殼體中δ18O值的變化。

蝸牛殼體之所以能成為研究陸地古天氣的獨特載體，是因為它生長速率快、在沉積地層中數量眾多，而且保存完好。

黃土地層中不同種屬的化石蝸牛殼體照片。其中的白色短線代表1mm

研究发现，蜗牛壳体在这一时期发生了显著的负偏移跃变，与暴雨的发生时间高度契合。

先前的研究表明，蝸牛殼體中的δ18O值與降水的δ18O組成密切相關，而且鄭州地區夏秋季節的降水δ18O與降水量可能存在負相關關係。

因此，蝸牛殼體中δ18O值的劇烈負偏移，很可能是由於「7.20」特大暴雨的降水所致。

進一步的研究表明，這種變化與透過通量平衡模型預測的暴雨引發的蝸牛殼體δ18O變化幅度高度吻合，支持了這個推論。

這項發現，展示了蝸牛殼體的氧同位素記錄在定量重建天氣尺度的極端降水事件中的潛力，為連接氣象記錄與地質資料提供了新的視角。

如果將此研究方法拓展到化石蝸牛中，我們有望夠獲得過去氣候快速變暖時期類似「7.20」暴雨規模的極端降水事件的頻率和強度資訊。

這不僅能幫助我們更好地發現、理解歷史上的額極端天氣事件，還可以預測未來全球暖化下類似事件的發生規律。

日分辨率蝸牛殼體氧同位素定量重建「7.20」大暴雨

圖註：（a）SIMS測定的兩隻現代蝸牛（樣本0918-1和1218-1）的每日分辨率殼體氧同位素記錄。黑色箭頭代表殼體生長方向。

（b）鄭州逐日降水記錄（資料來源：http://data.cma.cn/）。藍色陰影表示「7.20」大暴雨造成了蝸牛殼體氧同位素發生劇烈負躍變

（c）為（a）圖中虛線矩形部分的放大圖，為「7.20」特大暴雨所造成的兩個現代蝸牛樣本實測δ18Oshell 振幅的對比。

（d）「7.20」大暴雨造成的蝸牛殼體氧同位素振幅的理論值（紅色）和實測值（黑色）的機率密度分佈。

（e）「7.20」暴雨引起蝸牛殼體氧同位素理論值（紅色）和實測值（黑色）的平均值及90%信賴區間。