中国秦岭地区树木年轮密度对气候响应的初步分析

采用秦岭四个地点的树木年轮样本,进行了密度量测,建立各自的最大密度与最小密度年表。分析结果表明,密度变异对气候变化有显著的响应,这些年表可以成为表征过去局地气候的代用资料。     

树木年轮的类型特征及其气候反应规律的研究

利用年轮与气候资料,依据树木气候学、树木生理生态学、森林气象学等原理,通过解析木及干基年轮与各种气候要素的相关统计和模拟分析等方法,揭示了树木年轮类型特征及其气候反应和形成规律;研究了年轮序列以及树木的高、径、材积等生长量序列的年际差异和主要的气候影响因素,给出两个生长阶段。     

树木年轮与气候的关系及应用基础研究

利用年轮与气候资料,依据森林气候学、数理统计学等原理,通过干基年轮和解析木测定因子与气候要素的相关统计和模拟分析,研究了树木气候分析的方法、模型、理论和应用基础;研究了树干基部年轮、解析木的高、径和材积生长量与气候要素的相关性、规律以及气候影响树木生长程度的判断指标。     

新疆树木年轮水文研究对比分析

分析新疆地区现已取得的树轮水文学研究成果,选取基于树轮宽度重建的阿尔泰山、天山、昆仑山和塔里木河流域等区域共14条河流径流量序列,对各序列的水文历史变化特征进行对比和讨论,并对进一步开展新疆地区树轮水文学研究提出了建议和展望。研究结果表明:(1)水分是各流域树木径向生长的主要限制因子,且树木径向生长与河流径流量之间普遍存在正相关关系。(2)对新疆5个区域的河流径流量重建序列进行相关分析,发现阿尔泰山区域重建序列间的相关性较高,天山北坡次之,天山南坡最低。阿尔泰山与天山北坡径流量重建序列间亦存在较好的相关性。(3)14条河流径流量重建序列经31 a滑动平均处理后,结果显示同一区域内河流径流量序列丰枯变化的一致性相对较好。(4)5个区域内部径流量重建序列存在相同的极值年份,且重建序列的部分极值年份与历史记录的气候水文灾害相吻合。(5)新疆地区径流量重建序列的周期变化在高频上较为一致,均存在2～7 a的短周期,其径流量变化可能受到海陆大尺度气候振荡的影响。     

吉尔吉斯斯坦西天山上下林线树轮对气候的响应差异

利用2012年10月采自吉尔吉斯斯坦西天山chon-kyzyl-suu附近的森林上线和下线两个采样点的雪岭云杉树轮样本,建立了上下线树轮宽度年表,结合近百年CRU（0.5?.5）气温和降水资料,分析该地区森林上下线树轮对气候响应的异同。研究表明,森林上下线树轮年表一致性较好,尤其是窄轮出现年份基本相同;对气温响应方面,森林上线树轮年表与春季尤其是4-5月份平均温度显著负相关;而森林下线树轮年表与夏季尤其是6-7月平均气温显著相关。降水方面,树轮年表与上年7月到当年6月降水相关最好,森林下线年表与上年7月到当年6月的降水量相关系数超过0.61;上线也达到了0.49。与中国境内雪岭云杉对气候响应基本相同,位于吉尔吉斯斯坦的西天山北坡树轮宽度同样对降水的响应更为敏感,尤其在森林下线;降水可能是该地区树木生长的主要限制性因子,降水对森林下线树轮径向生长起决定性作用。空间相关分析表明,树轮年表能较好的代表西天山大部分区域上年7月到当年6月的降水量,尤其是西天山北坡吉尔吉斯斯坦境内。     

气候与树木年轮之关系

陶格拉西教授(Paof.A.E Douglass),是美国秋爽州立大学(University of arizona;Tucson)的天文学者,彼在1901年,以日斑(sun spot)之消长,足以影响气候上微细之变动,这微细变动,又必影响及於树木之生长;树木生长之历程,又见之於年轮。因创斑与年轮之关系一说,此说一出,和者踵起,因时推进,范围益广,致有今日之大观,而成科学之一支。年轮一说,理论上,应用上,现在已获重要立足点,如推展日斑的材料。断定美国西南部原有民族 Pueblo Indian衰落的年代,均其例也,供给气候微细变动之材料,又其一例也。此文是记载最後一项研究步骤之概要 ;是逢昌个人,1936年夏,在秋爽实习时,陶氏所授而逢笔述也。     

采用青海两个树木年轮年表重建局地过去降水的初步分析

本文依据青海乌兰、班玛两个经过精确定年的树木年轮年表,通过响应函数计算,求得逐月的气候因素对轮宽生长的贡献。在贡献显著的时区内,经由相关计算确立最佳重建时段,选取预报因子,再用逐步回归方法建立方程来重建过去气候。分析表明在重建时段内的两地降水变化,均有明显的多雨期和少雨期,同时存在显著的周期现象。     

用于气候分析的树木年轮稳定同位素资料获取方法与质量控制?

随着稳定同位素分析技术的进步和植物生理学研究的发展,稳定同位素在树轮气候研究中扮演着日益重要的角色。本文总结了用于气候分析的树木年轮稳定同位素资料获取与质量控制方法。包括对分析树轮样品的要求、树轮纤维素提取实验流程、树轮同位素的质谱分析方法和稳定碳同位素数据的处理方法等。为树轮稳定同位素实验分析提供参考,便于获得可靠的树轮同位素数据,且能够进行不同实验室之间数据结果的对比,为建立树木年轮同位素网络奠定基础。     

树木年轮碳稳定同位素在气象中的应用

对树木年轮碳同位素方法在气象中的应用及其成果作了综合评述，并对该领域目前存在的问题和前景作了一定的展望。     

用于气候分析的树木年轮密度资料获取方法与质量控制

通过结合气象行业标准《树木年轮气候研究树轮采样规范》(QX／T 90—2008)和DENDRO 2003树轮密度分析系统的多年使用经验,将树木年轮密度资料采集划分为树轮样本采集、样本处理、数据获取、数据交叉定年、树轮密度年表研制5个步骤。通过对密度资料采集过程中各个步骤的讨论,希望可以为将来制订规范的树轮密度资料采集技术方法提供参考。     

秦岭南坡佛坪1789年以来1~4月平均温度重建

采用秦岭南坡陕西佛坪龙草坪、光头山、三个包及三官庙建立的秦岭冷杉、油松和铁杉树轮宽度、密度年表, 分析树木生长对气候要素变化的响应关系, 重建了佛坪1789年以来1~4月平均温度变化, 并对其进行了变化特征分析。结果表明, 各样点的树木生长明显受生长季前期温度影响, 呈较为显著的正相关关系。利用多个样点的年表并引入主分量分析方法建立回归方程, 显著地提高了回归方程的稳定性和显著性, 进而提高了重建结果的可信度。功率谱分析结果表明, 佛坪1~4月平均温度变化具有显著的3~4年周期。而滑动t检验、滑动F检验和Lepage检验结果表明, 18世纪后期以来于1896年前后发生了10年时间尺度的方差突变, 表现为温度波动幅度的变化。     

树轮记录的天山南坡阿克苏河流域2-3月平均气温

利用阿克苏气象站2-3月的平均气温与阿克苏河流域树轮标准化序列,可较好地重建该区域近378年2-3月的平均气温。重建时段具有明显的树木生理学意义,经过多方面验证,重建结果是可信的。对历史时期阿克苏河流域的平均气温进行了分析,发现阿克苏河流域过去378年的2-3月平均气温具有3.6,42和50.4年的准周期变化,平均气温重建序列在1719年和1827年前后发生突变;过去378年的2-3月平均气温大体经历了9低9高的变化阶段,其中1911-1922年是最冷的阶段,比平均值偏低1℃以上,而1640-1651年是最暖的阶段,比平均值偏高1℃以上。20世纪初-10年代中期气温持续下降,1915-1921年间平均气温维持在近百年来最低水平,其中平均最小值出现在1916年。20世纪20年代初-30年代末气温缓慢上升,40年代初—70年代初气温缓慢回落,70年代中后期到现在温度持续上升。     

巴丹吉林沙漠西南缘胡杨(Populus euphratica)径向生长对气候的响应

利用2014年采自巴丹吉林沙漠西南缘的胡杨样本,建立了该地区胡杨树轮年表,选用相关函数法结合高台气象站历年逐月降水和温度(月平均气温、月平均最高气温、月平均最低气温、平均地温)等主要气候因子,分析巴丹吉林沙漠西南缘胡杨树轮对气候的响应;研究表明,黑泉乡胡杨树轮宽度标准化年表与生长季平均气温相关较好,具有明显的正相关关系。而生长季3-9月的平均气温与胡杨树轮宽度年表的相关高达0.629(P<0.0001),3-9月的平均气温可能是该地区胡杨树木径向生长的主要限制性因子且具有明确的树木生理学意义。     

利用多条树轮资料重建青海高原近250年年平均气温序列

通过青海高原不同区域的多条树轮年表和青海高原温度的统计分析,探讨了用多条树轮年表重建整个青海高原年平均气温的途径和方法。高原上树轮年表与温度存在较好的对应关系,温度是年轮变化的主要控制因子之一,特别是树轮年表较好地反映了最低气温的变化。树轮年表中差值年表(RES)对温度变化的反映最好。本文用6条树轮年表资料重建了青海高原近250年的年平均气温序列。     

博州地区气候生产力对区域气候变化的响应

根据博尔塔拉蒙古自治州(简称博州)地区3个气象站近30 a气温和降水的连续数据,运用Tharnthwaite Memoriae模型,对博州地区气候生产力的时空序列进行了分析和预测。结果表明,博州地区年平均气温在波动中呈上升趋势,增长率为0.06℃·10 a-1;年平均降水量在近30 a来总体呈增多趋势,平均每10 a增加3.2 mm。气候生产力在近30 a来呈增长趋势,平均每年增长242.5 kg·hm-2。降水和温度是决定气候生产力的主要因素,降水对气候生产力高低的贡献率最高,是影响气候生产力的最主要影响因子。"暖湿型"气候对植被生长最为有利。未来若气温提升1～2℃,降水增加10%～20%,博州地区的气候生产力可能增加11.01%～20.18%。"冷湿型"气候和"暖干型"气候则会使气候生产力降低。     

IPCC AR6报告解读：气候系统对二氧化碳移除响应

IPCC AR6报告中控温1.5℃和2℃的低排放情景需要在21世纪中叶以后实现净负CO₂排放,这需要在很大程度上依赖CO₂移除措施。AR6对CO₂移除的主要评估结论如下：CO₂移除有潜力从大气中去除CO₂（高信度);如果CO₂移除量超过CO₂排放量,将实现净负CO₂排放,降低大气CO₂浓度,减缓海洋酸化（高信度);通过CO₂移除方法从大气中去除的CO₂会部分被海洋和陆地释放的CO₂抵消（非常高信度);如果净负CO₂排放可以实现并且持续,CO₂引起的全球升温趋势将会逐渐扭转,但是气候系统的其他变化（例如海平面升高）仍会在未来的几十年到千年尺度上持续（高信度);不同CO₂移除方法会对生物化学循环和气候产生广泛的影响,这些影响会加强或减弱CO₂移除的降温潜力,并且影响水资源、食物生产和生物多样性（高信度）。     

青海高原多年冻土对气候增暖的响应

利用青海高原气象台站的年平均地温资料,建立了年平均地温与海拔和经纬度的关系模型,结合地理信息分析系统和DEM数据模拟出青海高原的冻土分布图,分析了青海高原多年冻土对气候变化的响应。结果表明：气候变暖已引起高原多年冻土面积的减少和冻土下界的升高,特别是在多年冻土边缘不衔接或岛状冻土区发生比较明显的退化。20世纪60年代与90年代相比,高原多年冻土下界分布高度上升约71m,季节性冻土厚度平均减小20cm。年最大冻土深度变化的空间分布特征与青海高原近40年来气温变化的空间特征相一致。     

Using the SWAN Wave Model and Satellite Altimeter Data to Study the Influence of Climate Change at the Coast

This paper describes the development and application of a technique for using satellite altimeter measurements as boundary data to drive the nearshore spectral wave model, SWAN. The aim was to assess the impact in coastal areas of extreme events or changes in offshore climatology and to extend the usefulness of satellite altimetry further inshore.

For the purpose of verifying the technique, three test areas where both bathymetry and some in situ data were available were chosen. The technique could, potentially, be applied to any coastal location where there is bathymetric information although, as the results reported in this paper show, intelligence must be used in adapting the methodology for different sites. It is also necessary to have information on the local wind field from either models or measurements.

The experiments at the three test areas demonstrated that there is not a simple relationship between the offshore wave height climate and the inshore climate in a particular region. Important complicating factors are bathymetry, tidal range and incident wave angle. As was most clearly demonstrated in the Carmarthen Bay test area, bathymetric complexity leads to high spatial variation in the amount of wave energy dissipated close to the coast. In the study of extreme wave events described in this paper the exact value of the local wind field was not found to be critical.

This work was a first trial combining wave climatology derived from satellite altimetry with a third generation coastal wave model so was necessarily experimental. The general trends and patterns of spatial variation obtained are encouraging but there remains significant, unquantifiable uncertainty in the results. Better observations of nearshore waves, improved understanding of the joint probability distribution of water level and waves as well as more knowledge of future climate change would all improve accuracy.     

IPCC AR6报告解读：气候系统对太阳辐射干预响应

IPCC第六次评估报告（AR6）第一工作组报告评估了太阳辐射干预（Solar radiation modification,SRM）对气候系统和碳循环的影响。在大幅度减排基础上,太阳辐射干预有潜力作为应对气候变化的备用措施。目前,对于太阳辐射干预气候影响的评估都是基于模式模拟结果。评估主要结论如下：太阳辐射干预可以在全球和区域尺度上抵消一部分温室气体增加造成的气候变化（高信度);但是太阳辐射干预无法在全球和区域尺度上完全抵消温室气体增加引起的气候变化（几乎确定);有可能通过适当的太阳辐射干预设计,同时实现多个温度变化减缓目标（中等信度);在高强度温室气体排放情景下,如果太阳辐射干预实施后突然终止,并且这种终止长时间持续,将会造成快速的气候变化（高信度);如果在减排和CO₂移除的情况下,太阳辐射干预的实施强度逐渐减小至零,将显著降低太阳辐射干预突然终止产生的快速气候变化风险（中等信度);太阳辐射干预会通过降温作用,促进陆地和海洋对大气CO₂的吸收（中等信度),但是太阳辐射干预无法缓解海洋酸化（高信度);太阳辐射干预对其他生物化学循环影响的不确定性大。由于对云-气溶胶-辐射过程的相互作用和微物理过程认知有限,目前对平流层气溶胶注入、海洋低云亮化、高层卷云变薄等太阳辐射干预方法的冷却潜力和气候效应的认知还有很大的不确定性。