ODP的钻探活动是汪品先研究生涯中的一个转折点。通过对南海记录的研究，他和同事们发现，该地区的化学特征在过去的160万年中有过显著的变化。海底沉积物岩芯中包含着许多浮游生物化石，可用于测量古海水中碳-13和碳-12同位素的比率。由此推断多种碳库的相关信息，包括大气二氧化碳碳库和海洋中的有机物质碳库。汪品先发现，碳比例的波动同地球轨道的变化——如公转轨道的偏心率的变化规律保持一致。这个比例在两极冰盖扩张之前达到峰值，说明其中可能确有联系。

这些轨道周期是地球气候的起搏器，人们通常认为它通过减少北部高纬度地区的夏季日照量，触发冰期的来临。但是，汪品先的研究促使人们将注意力集中在热带地区，他提出轨道周期对地面温度下降的作用，可能是通过对低纬度地区一些地质过程，如岩石风化实现的，并且反过来又导致对碳系统的重大改变。

汪品先还对东亚季风及其相关领域进行研究。他与其他的研究人员已经从南海和世界其他地方的季风记录中发现轨道周期的痕迹。汪品先等人并不认为季风是孤立的区域现象，而是强调“全球季风”的概念。“全球季风”是指大气在热带和亚热带地区大规模的扰动。在古气候研究领域中，“品先是第一个把古季风放在全球尺度中进行研究的，”拉伊说，“这极具独创性和洞察力”。汪品先对长期气候的研究使他获得2007年欧洲地球科学联合会的“米兰科维奇奖”。