从古里雅冰芯与祁连山树轮记录看过去2000年气候变化

本文通过对青藏高原上所钻取的古里雅冰芯和青海都兰树轮高分辨率气候变化记录的对比 ,分析了过去近 2 0 0 0a来的气候变化特征。结果表明 :1 )这两个地区过去 2 0 0 0a来温度都在波动中逐渐上升 ,展示了气候逐渐变暖的趋势。进入 2 0世纪以来 ,气候显著变暖 ,并有加速变暖的趋势 ;2 )树轮和冰芯均明显地记录了小冰期的 3次冷期 ,其出现的时间基本上一致。小冰期并不是过去 2 0 0 0a来的最寒冷的时期。冰芯和树轮记录均表明公元初的寒冷程度要大于小冰期 ;3 )古里雅冰芯所记录的温度和降水量揭示出 ,过去近 2 0 0 0a来的降水和温度变化的总趋势是正相关关系 ;但在短时间尺度上 ,温度和降水的变化并不同步。这主要表现在两个方面 ,一是温度长期变化中的低频波动频率要大于降水 ,二是虽然温度和降水的变化在百年级时间尺度上有正相关性 ,但降水的变化要滞后于温度变化 5 0～ 1 0 0a;4)同时周期分析表明 ,古里雅冰芯中的δ18O和积累量以及都兰树轮记录的变化周期大多数与太阳活动有关 ,表明青藏高原地区冷、暖、干、湿变化的主要驱动力可能是太阳活动的变化 ;5 )对这两记录的对比研究也揭示了气候变化的区域差异。如中世纪暖期在都兰树轮记录中很强而在古里雅冰芯记录中很弱 ,而都兰树轮记录中 。

秦岭树轮记录中的ENSO事件

通过秦岭树轮宽度年表和 1949年以来 6次最强 El Nino年和 7次最强 L a Nina年进行对比 ,发现每个El Nino年都对应正的年表指数正距平 ,而每个 L a Nina年都对应年表指数的负距平。赤道东太平洋 (Nino3、4)海水表层温度 (SST)和树轮宽度差值年表显著正相关 (r=0 .2 6 9,N=12 1,α=0 .0 0 8) ,196 0年以后 ,相关系数达0 .480 (N=33,α=0 .0 2 8)。同时 ,树轮年表序列和南方涛动指数 (SOI)显著负相关 (r=- 0 .484,N=33,α=0 .0 13)。在此基础上对 1743年以来的 SOI进行了重建 ,并且重建序列具有显著的 2～ 3a周期。

树轮记录的贺兰山区近百年来的干旱事件

利用采自东亚夏季风最北缘、地处干旱-半干旱地区的贺兰山区的树轮样芯,建立了贺兰山地区最近93年来的树轮宽度年表.与气象观测记录的相关分析结果表明,降水是限制贺兰山区树木生长的主要因素,其中5～7月份的降水与树轮宽度呈显著正相关关系,相关系数为0.522(通过95%的信度检验).在贺兰山的树轮宽度记录中有两个主要的低生长期即20世纪20年代和70年代末到90年代末,这两个低生长期均与该区域的干旱事件相对应.通过分析还发现在干旱事件中不仅出现低降水而且同时与高气温相伴.也就是说在干旱时期内,高温和低降水的水热组合对树木影响十分显著,从而由单纯降水减少变为一种低降水高蒸发的环境,加剧了气候的干旱程度从而使树木生长出现低的生长期,形成窄轮.这种水热组合引起树轮宽度的变化对于理解过去干旱事件及其过程具有重要意义.

祁连山中部过去近千年温度变化的树轮记录

对采自祁连山中部的树木年轮样品交叉定年后,建立了树轮宽度标准指数序列.通过树轮标准年表与附近气象站观测数据的相关分析表明,在森林上限,树木生长主要受温度变化的影响,年轮宽指数序列中主要包含温度变化的气候信息,对树轮生长影响最大的气候因子为前一年12月-当年4月平均温度.祁连圆柏轮宽标准指数序列反映的温度变化很好地表现了小冰期降温特征及20世纪的全球气温持续变暖趋势.与祁连山敦德冰芯δ18O所反映温度变化比较说明,冰芯和树轮所记录的温度变化趋势基本一致.轮宽序列表现出的冷暖特征与北半球温度变化存在较好的一致性,表明祁连山地区气候变化不仅受区域条件的影响,而且对全球气候变化作出了响应.

西北干旱区树轮气候学研究进展

西北干旱区由于其特殊的地理位置和环境特征,是国内树轮气候学研究开展的最主要区域之一,该地区集中了我国大部分的树轮研究工作。干旱的气候条件不仅使该地区树木对气候变化响应敏感,同时也有利于老树的生长和古木的保存,为研究过去气候和环境变化提供了可靠的代用指标记录。通过总结分析西北干旱区已发表的树轮气候学研究成果,讨论了树轮气候学研究在该区域的空间分布特征,树轮长年表的研究进展以及树轮记录的西北干旱区温度和湿度变化特征等。研究结果表明,目前西北干旱区树轮气候学研究以树轮宽度指标为主。青藏高原东北部地区和新疆天山地区的树轮记录主要反映湿度变化,而新疆阿勒泰地区的树轮记录以响应温度变化为主。树轮记录的西北干旱区温度和湿度变化特征在青藏高原东北部地区和新疆地区存在一些异同,整体青藏高原东北部地区树轮记录的气候变化特征比较一致。