川西高原树木年轮所指示的平均最高气温变化

本文利用川西高原4条树木年轮年表序列,分析了树轮年表和川西高原气象要素的关系。通过响应函数计算得出,树轮年表对川西高原6月的平均最高气温反映敏感,由此重建了该地1617~1994年6月的平均最高气温序列,并应用交叉检验方法对校准方程进行了检验,证明重建方程稳定,具有区域代表性。在重建的378 a中,10 a尺度的显著较高时段有2个,即1651~1670、1941~1960年;显著的较低时段有7个,即1691~1730、1741~1760、1771~1790、1801~1820、1831~1900、1911~1940年和1961~1990年。平均约27 a发生一次10 a尺度的突变,19、20世纪是川西高原6月平均最高气温的多变时期,17、18世纪是平均最高气温的相对稳定时段。19世纪20年代和20世纪40年代升温显著,20世纪70~80年代降温比较显著。     

树轮记录的川西金川1713—2010年6月平均气温变化

利用采自川西高原金川情人海沟的云杉树轮样本,分析了树轮宽度与气候要素的关系。结果表明：树轮宽度指数与金川气象站6月平均气温具有显著的正相关关系。利用标准化树轮宽度指数重建了该区域1713—2010年6月平均气温序列,交叉检验及各项检验的参数表明重建方程是稳定可靠的。近298年来川西金川6月平均气温为18.2℃,经历了3个暖期和4个冷期。暖期时段为1825—1839、1854—1892和1951—1961年;冷期时段为1792—1804、1842—1853、1864—1893和1911—1924年。周期分析结果表明,重建序列存在2～3、7～8、20～30、32～64和70～130 a的变化周期。     

青海湖流域圆柏年轮指示的近千年降水变化

根据采自青海湖流域天峻地区树木年轮样本,建立了该地1061a树木年轮年表序列。通过响应函数计算得出,该年表对青海湖区5～7月气温和前一年年降水量反映敏感,由其重建了该地的年降水量序列,并应用交叉检验方法对校准方程进行了检验,证明重建方程稳定,重建的年降水变化比较可靠,具有一定的代表性。在10a时间尺度上年降水经历了11个偏多和偏少时段,其中6(7)个显著的偏少(多)时段分别是1001～1060、1131～1320、1411～1510、1691～1740、1811～1850年和1911～1940年(961～1000、1061～1110、1321～1410、1511～1650、1741～1790、1881～1910年和1941～2000年)。平均约53a发生一次突变,13～14世纪是年降水的多变时期,12、17和20世纪是年降水的相对稳定时段。     

树轮记录的贺兰山北部5—7月PDSI变化

利用采自贺兰山北部3个采样点的油松树轮样本,建立了区域树轮宽度年表。相关分析发现,5—7月的帕尔默干旱指数(PDSI)与区域树轮宽度差值年表(RES)具有良好的相关性。因此,利用RES重建贺兰山北部1759—2005年来5—7月的PDSI变化,重建方程的方差解释量达47.90%,且方程稳定。贺兰山北部5—7月的PDSI重建序列平均值为-0.41。重建结果揭示了20世纪20年代干旱事件和19世纪后期、20世纪中期两个显著湿润期的存在。     

利用树轮宽度重建黄河源区1618—2009年5—6月最高气温

利用采集自青海省雪山乡的祁连圆柏建立树轮宽度标准年表,将标准年表与黄河源区内4个气象站各气象要素作相关分析,结果显示整个源区5—6月最高气温与标准年表相关性最显著,相关系数为-0.65。根据相关分析结果,重建了黄河源区1618—2009年5—6月最高气温距平序列,重建方程经过逐一剔除检验,方差解释量达42.2%,具有一定的可靠性。重建序列在近400年间先后经历了8个较暖时间段和8个较冷时间段,暖期时段有1644—1656、1727—1746、1786—1797、1817—1835、1860—1885、1916—1934、1952—1968和1992—2005年,冷期的时段分别为1632—1643、1657—1696、1747—1764、1798—1816、1836—1859、1898—1915、1935—1951和1969—1991年。对比本次重建序列与杂多、青藏高原东部以及长江源的气温重建序列,发现以上序列在公共时段变化趋势一致,另外,一些文献和历史记载也证实了此次重建的可靠性。     

川西马尔康7月平均气温的重建及其气候周期信号检测

利用阿依拉山采样点的树木年轮标准化年表与川西高原的马尔康和红原前一年10月至当年9月的气候资料进行相关分析。结果表明,马尔康7月平均气温与阿依拉山采样点的树木年轮生长有较好的相关性,相关系数达0.644。利用树轮年表重建了1597-2005年马尔康7月平均气温序列,方差解释量为41.5%,经过检验,转换方程稳定可靠。检测409年重建气温序列的周期信号,发现重建序列存在3～4年、5～9年、21～28年和56～76年的周期振荡,其中较短的年际周期的强振荡期均出现在21世纪,中周期的强振荡期主要出现在最后一次小冰期,而长周期则在工业革命之前能量最强。     

青海杂多圆柏年轮指示的近700年旱涝变化

根据采自青海南部高原杂多地区树木年轮样本, 建立了该地717年树木年轮年表序列。依据响应函数、 相关与偏相关方法, 分析了该年表与树木生长时温度和湿度的关系\.结果表明： 该年表对杂多5～6月的气温、 蒸发、 降水量、 相对湿度和干燥度指数反映敏感, 由其重建了高原春末夏初的干燥度指数序列, 并应用交叉检验方法对校准方程进行了检验, 证明重建方程稳定, 所重建的旱涝变化比较可靠, 具有一定的区域代表性。通过对重建序列的进一步分析得出, 重建序列在一定程度上反映了青海南部高原春末夏初干燥度指数大小的历史变化。1360年以来在年代际尺度上, 持续时间较长的干旱时段有4个, 即1441-1450年、 1691-1700年、 1741-1750年和1871-1880年; 持续时间较长的湿润时段有5个, 即1361-1370年、 1561-1570年、 1761-1770年、 1831-1850年和1891-1910年。     

西藏东部过去400年秋、冬季平均最低气温的树木年轮分析

利用2006年采自西藏东部昌都地区的树轮样本,建立了该区域3个树轮年表,相关计算表明,昌都树轮标准化年表与该区域上一年10月到当年1月的平均最低气温相关最为显著,单相关系数高达0.657。利用该年表较好地重建了昌都气象站过去413年上一年10月到当年1月的平均最低气温序列,经多方面验证,表明其具有较好的可信性。过去400年中,西藏东部昌都地区秋、冬季平均最低气温经历了6个偏暖和6个偏冷的变化阶段,并有明显的6个持续变暖和5个持续变冷阶段,变暖缓慢,而变冷迅速。变冷、变暖阶段中以20世纪60年代的迅速降温和70～80年代的升温最为典型。昌都地区秋、冬季节平均最低气温以5年、11年、102～103年的准周期变化最为显著。比较发现,近百年青藏高原东部地区秋、冬季平均最低气温与北半球平均气温具有较好的一致性:20世纪初到30年代,青藏高原东部地区秋、冬季平均最低气温缓慢上升,40年代急剧下降,50年代气温回升,60年代初期气温再次下降,60年代末以后气温逐步升高。     

以树轮宽度重建秦岭中段分水岭地区1-7月平均气温

根据秦岭中段分水岭地区秦岭落叶松树轮宽度指标,建立了该地区1814-2003年的树轮标准化年表。分析表明,该地标准化年表与当年1-7月平均气温显著相关。在此基础上设计转换方程,利用多元回归技术重建了秦岭中段分水岭地区的1-7月平均气温,重建序列的方差解释量为41.2% (F=15.062, p＜0.0001),重建序列显示在过去190 a中气温较低的时段主要有1814-1850年和1876-1889年;偏暖期主要有1851-1875年和1890-1933年;而1934-1990年这一时期气温变化幅度较小,气温相对比较稳定;1990年之后升温明显。     

天山中部北坡头屯河流域树轮宽度年表特征分析及其与气候要素的相关性初探

利用天山中部北坡头屯河流域8个天山云杉树轮采点的树轮样本,建立树轮宽度指数年表,并分析树轮标准化年表与气候的相关性。结果发现:(1)树轮年表统计特征指示庙尔沟煤矿与三屯河树轮宽度标准化年表可能包含有较多的气候信息;(2)森林上限年表互相关平均系数为最大,森林下部林缘年表互相关平均系数居中,森林上树线附近的小渠子年表与处于下树线附近的庙尔沟煤矿年表间的相关系数最小;(3)位于森林下部林缘年表的连续显著的正自相关系数的阶数少于森林上限的年表,反映该区域森林下部林缘树轮中的气候信息较为清晰,上限年表中的气候信息较为模糊;(4)温度是影响森林上限树轮宽度年表树轮生长的的主要气候限制因子,而降水则是影响森林下部林缘树轮宽度年表树轮生长的主要气候限制因子,区域森林下部林缘年表当年轮宽指数与小渠子气象站上年7月至当年6月的降水呈显著正相关,区域森林上限年表与大西沟气象站当年2—3月的月平均气温呈正相关,这些相关具有明确的树木生理学意义;(5)区域森林上限年表经历了9个轮宽指数偏高时段和9个偏低时段,偏高时段反映当年2—3月的气温偏高,反之指示当年2—3月的气温偏低;区域森林下部林缘年表大致有5个轮宽指数偏高时段和5个偏低时段,偏高时段指示上年7月至当年6月降水偏多,反之表征上年7月至当年的降水偏少。