树轮记录的贺兰山北部近208年5—7月温度变化

利用2008年10月采自贺兰山北部的油松树轮样本建立了贺兰山北部区域树轮密度年表。相关分析表明:贺兰山北部的树轮早材平均密度与银川气象站5—7月平均最高温度具有较好的正相关关系,相关系数为0.67。用贺兰山北部的区域早材平均密度差值年表重建贺兰山北部1801—2008年的5—7月平均最高温度,58年 (1951—2008年) 重建值对实测值的解释方差为44.9%;2008年的贺兰山北部温度重建序列平均值为27.40℃。在最近20年,贺兰山树轮早材平均密度出现了明显的上升趋势,通过比对贺兰山北部重建序列的低温年份和全球火山爆发数据,发现在大规模火山爆发后的28个偏冷年温度平均值为26.90℃,较重建序列平均值下降0.50℃。多窗谱分析表明:贺兰山北部温度重建序列具有120年、8.1年、6.5年、3.2年、2.9年、2.1年的准周期变化。贺兰山北部早材平均密度与甘肃石门山、昌灵山油松的早材平均密度有良好的相关性。     

树轮记录的伊犁地区近354年帕尔默干旱指数变化

利用伊犁两个采样点的雪岭云杉树轮样本,采用X-Ray树轮密度分析方法,提取出7种树轮宽度和密度参数,建立了7种树轮参数的年表,并以其为基础进行气候序列的重建.通过相关分析发现1～8月的帕尔默干旱指数(PDSI)与树轮晚材宽度年表具有良好的相关性,相关系数达到0.66(建模期,1970-2005年).利用树轮晚材宽度年表...     

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。     

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。     

利用树轮资料重建1751-2005年崆峒山地区夏季温度变化

利用采自崆峒山区的66根油松树轮样芯,建立了采样点的标准年表、差值年表和自回归标准化年表。相关分析表明,标准年表与当年夏季均温有显著的相关性,通过建立回归方程,重建了1751-2005年崆峒山地区夏季温度序列。结果表明,自1751年以来,研究区存在3个高温期（1786-1847年、1894-1937年、1987-2004年）和3个低温期（1764-1785年、1852-1893年、1952-1986年）。与Nino3指数、南方涛动指数（SOI）和太阳黑子数等对比表明,崆峒山地区对全球大尺度气候变化及太阳活动都有较好的响应。     

树轮最大密度记录的吉尔吉斯斯坦天山山区公元1650年以来的7-8月温度变化

利用吉尔吉斯斯坦天山山区3个采样点的雪岭云杉树轮最大密度数据建立区域树轮最大密度年表（RC）。气候响应分析发现,区域树轮最大密度年表与7-8月平均温度显著相关。在此基础上,利用区域树轮最大密度年表重建了吉尔吉斯斯坦天山山区自1650年以来的7-8月温度变化,重建方程的方差解释量高达45．3％（Radj^2=44．7％,N=95,F=77．029）。重建结果显示,在过去的346a中吉尔吉斯斯坦天山山区7-8月平均温度的异常高温年份为40a,异常低温年份为46a,且存在11个低温时段（16501654,1662-1678,1693-1703,1779-1794,1801-1805,1811-1819,1834-1854,1882-1910,1917-1923,1952-1975和1986-1992年）和11个高温时段（1655-1661,1679-1692,1704-1778,1795-1800,1806-1810,1820-1833,1855-1881,1911-1916,1924-1951,1976-1985和1994-至今）。突变和周期分析揭示该地区的温度变化受到了火山、太阳活动和海陆气交互作用的共同影响。此外,在过去的346a来气候以暖干／冷湿为主,近20a来出现了明显暖湿化趋势。     

阿勒泰柯姆地区树轮宽度年表与灰度年表的建立

通过对比柯姆采点的8个标准化宽度和灰度树轮年表的多项特征参数,表明宽度年表在多项年表特征参数上均大大高于灰度年表。通过相关普查得出,标准化晚材灰度年表与当年7月至8月的降水量的相关系数最高,为0.426,显著性水平达0.001,而标准化早材灰度年表与上年12月至当年2月的月平均温度的相关系数最高,为0.362,显著性水平达0.02,且二者的相关具有明确的树木生理学意义。在0.10的显著性水平上,3个宽度年表均具有14a和3.4a左右的变化准周期,而5个灰度年表均存在2.2～2.4a的变化准周期。     

天目山树轮碳同位素与周边地区旱涝变化关系的研究

根据帕尔默干旱模式的基本思路,建立动态的能反应旱涝持续特征的适合于天目山地区的旱涝指数。对采自天目山的柳杉树轮进行交叉定年后,测得树轮的δ^13C年序列,将δ^13C去除大气CO2趋势影响后的高频变化与不同时段的旱涝指数进行相关分析,结果显示：春夏季的旱涝指数与当年和滞后一年的δ^13C序列有着比较显著的相关性,表明树轮δ^13C对春夏季旱涝的发生有着比较好的响应。根据此显著相关性,利用多元回归方程重建了历史时期的春夏季旱涝指数,分析表明天目山地区春夏季旱涝的发生具有比较明显的年代际变化特征,为研究该地区气候变化特征提供了较可靠的参考依据。     

利用树木年轮资料重建石河子地区168a来的5-8月降水量

据相关普查,天山北坡玛纳斯河山区的板房沟天山云杉树轮宽度标准化年表与石河子地区5~8月降水相关显著,相关系数为0.656(P<0.0001)。基于该年表重建玛纳斯河流域168a来的5~8月降水量,解释方差达43.0%。经统计参数检验和独立历史气候记载验证,表明168a的降水重建值具有较好的可信性。168a来的石河子地区5~8月降水量大体经历了6个偏湿和6个偏干阶段,最湿润年为1988年,降水比长期平均值偏多71.7%,最干旱年为1945年,比多年平均值偏少42.7%,最长偏湿期出现在1843~1857年,而最长偏干期位于1908~1924年。功率谱分析指出重建降水存在4.0和8.0年的变化准周期。石河子地区5~8月降水变化可能与ENSO具有一定的联系。      

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。     

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。     

基于树木年轮的贺兰山东麓河流径流量的重建

以采自贺兰山的5个采样点的树轮宽度资料为基础,建立区域标准化年表和差值年表,发现区域差值年表中包含的年径流总量信息多于标准化年表,并最终用区域差值年表序列重建了贺兰山东麓过去259 a的年径流量。相关分析发现降水和温度变化对于树木年轮生长及贺兰山东麓河流年径流总量的形成均有重要影响,是本文从树木年轮重建年径流量的气候水文学基础。校准方程的相关系数为0.638,可解释校准期内年径流总量变化总方差的40.8%,交叉检验的误差缩减值达0.328。分析259 a重建年径流量的变化特征发现:(1)重建流量经历了12个枯水期(1751—1759年,1765—1771年,1788—1802年,1809—1820年,1835—1840年,1847—1855年,1860—1866年,1877—1884年,1899—1908年,1924—1932年,1962—1967年,1980—1994年)和位于其间及1995—2004年的14个丰水期,以平水年份出现最多,但259 a来年径流量的变化较为剧烈。(2)年径流总量出现了持续≥10 a的4次持续枯水期和4次持续丰水期;持续枯水期中以1788—1802年的枯水期强度最大(平均距平百分率-14.9%),而强度第二的持续枯水期(平均距平百分率-10.4%),持续时间也长达15 a(1980—1994年);持续丰水期中以1867—1876年的丰水期强度最大(平均距平百分率+17.9%)。     

The 1920S Drought Recorded by Tree Rings and Historical Documents in the Semi-Arid and Arid Areas of Northern China

Using a network of tree-ring data, we show that there had been significant growth decline in the 1920s and early 1930s throughout a wide area of northern China. This growth depression is indicative of a severe and sustained drought in the 1920s and early 1930s, which was then confirmed with a variety of historical and instrumental records including hydrological, meteorological, and documentary evidence. The 1920s drought had a devastating effect not only on agricultural productivity, hydrological resources and society in the affected areas, but also on natural vegetation, as inferred from the tree-ring network and historical records. This research offers a picture of the drought calamity during the 1920s and early 1930s in northern China, and demonstrates the potential to identify spatial anomalies of large-scale drought using tree-ring networks in the semi-arid and arid areas of northern China.     

利用树木年轮资料重建新疆东天山300多年来干旱日数的变化

采用东天山6个相邻地点的云杉年轮序列求得该区域平均树木年轮年表（1665～1988年）。通过响应面函数的计算，发现树木生长对温度和降水有明显的非线性响应，表明用该年表序列重建单个温度要素存在一定片面性，利用森林干旱模式计算的树木生长期干旱数，含有温度、降水、土壤性质等诸因子，且与年轮生长明显相关。进而利用树木年轮资料重建了该地区过去300年来干旱日数，与实际旱涝情况吻合较好。     

阿尔泰山中部树轮宽度年表特征及其气候响应

利用阿尔泰山中部地区3个采样点的树轮宽度资料,建立年表,对比3个树轮宽度标准化年表（STD）相关特征参数及年表与气候的响应,结果表明：大东沟（DDG）年表和二道房子（EDF）年表的平均敏感度和信噪比等参数均较大,表明2个年表含有较丰富的气候信息。2个年表的显著性水平达到0.01的自相关大多在4阶以内,表明气候对阿尔泰山中部树轮宽度生长的影响主要表现在当年及其后的3 a,其＂滞后效应＂较明显。位于阿尔泰山中部森林中下部林缘的大东沟树轮宽度年表（DDG）与上年11月-当年4月的降水量有显著的正相关（r=0.503,p〈0.001）;而位于阿尔泰山中部森林上树线附近的哈依萨萨依树轮宽度年表（HYS）对当年6-7月的月平均最低气温有明显的正相关（r=0.462,p〈0.001）,但同时与当年1月的降水有很好的响应。     

近50年华北干旱的年代际和年际变化及大气环流特征

利用1948～2000年NCEP/NCAR再分析逐日及月平均位势高度、风、温度、垂直速度等物理量和中国气温、降水资料,分析近50年中国华北地区干旱的年代际、年际变化及其环流特征,并探讨1999和2000年华北地区持续干旱环流型及其成因.研究指出:20世纪80年代以来华北地区降水持续偏少,干旱强度有所增加,这与夏季200 hPa矢量风距平场亚洲中纬度西风环流加强,850 hPa风矢量距平场中国东部110～120°E范围内偏南气流比气候平均状况偏弱有关.夏季华北降水偏少的一种主要大气环流型是:500hPa位势高度场上40～50°N的欧亚大陆位势高度偏高并叠加欧亚(EU)遥相关型,华北大部分地区受高压控制.1999和2000年夏华北地区持续严重干旱的主要环流特征是:亚洲大陆高压持续发展、长期维持并相当稳定,华北地区上空受闭合暖性高压控制,高空暖性高压气流强烈下沉,引起空气绝热增温,近地面感热增加使得干旱区气温升高,下垫面非绝热强迫作用与大陆暖高压加强形成正反馈过程.     

南亚夏季风对珠穆朗玛峰北坡地面风场的影响

喜马拉雅山区毗邻南亚季风区,其陡峭的地形和复杂的地表状态在强烈太阳辐射条件下形成了特殊的局地环流系统.为了正确理解该环流系统与南亚天气气候过程的可能关联,本文利用HEST2006珠穆朗玛峰绒布河谷强化实验期间获得的2006年5～6月的地面观测资料和实时的大气环流资料,对该地区地面风场与南亚夏季风的关系进行了研究.研究表明,南亚夏季风间歇期,喜马拉雅山区以晴空天气为主,太阳辐射强烈,绒布河谷地区地面盛行沿河谷方向的偏南下行气流;南亚夏季风强盛期,喜马拉雅山区多为云雨天气,太阳辐射减弱,地面风场强度明显减弱.结果表明,喜马拉雅山地区山谷内部的地面环流系统几乎不受其高层大气环流的影响,而与太阳辐射通量及南亚夏季风指数关系密切.因此,我们认为南亚夏季风对喜马拉雅山区地面环流的影响,主要是通过改变该地区的大气热力和辐射状况完成的.