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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

阿勒泰中部地区树轮宽度年表特征及其对气候的响应

利用采自阿勒泰中部地区6个低海拔(1354-1970m)样点的西伯利亚落叶松(Larix sibirica Ledeb.) 或西伯利亚云杉(Picea obovata Ledeb)样本,建立各采点的树轮宽度指数年表。分析标准化树轮宽度年表的特征参数及对气候的响应表明：1.拜克托别标准化树轮宽度年表包含的气候信息最多,其次是大东沟前标准化树轮宽度年表。2.6个标准化树轮宽度年表与阿勒泰中部地区自建站以来的气象数据进行相关普查发现拜克托别及大东沟前标准化树轮宽度年表与6-8月降水量、4-8月降水日数呈显著正相关,石人东年表与7-8月平均最高气温呈显著负相关。这些相关具有明确的树木生理学意义。     

用树轮密度及宽度资料重建新疆吉木萨尔县的季节降水和最高温度

依据新疆吉木萨尔县天山云杉树木年轮宽度、最大密度和最小密度标准化年表,讨论了晚材宽度、最大密度和最小密度,与月平均最高温度和降水的响应函数基本特征,采用逐步回归方法,确定了利用晚材宽度指数、最大密度指数和最小密度指数重建该地６～９月份降水,以及利用最大密度指数和最小密度指数重建该地４～９月份平均最高温度。重建结果可靠且与实际情况较为一致。分析发现,该地区在过去１５０年中,月平均最高温度和降水有明显的阶段性变化。     

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。      

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。     

树轮宽度记录的川西高原东北部地区7-9月平均温度变化

利用采自川西高原热基沟地区的云杉树木年轮样本,重建了川西高原东北部地区1506年以来79月平均温度变化,通过逐一剔除法证明了重建方程稳定可靠,重建方程对观测时段(1966 2010年)的方差解释量为52.0%。重建结果显示,在过去的505年中,极端高温年份为69年,极端低温年份为54年,且存在7个暖期时段(1511 1526年,1530 1548年,1577 1590年,1612 1659年,1677 1688年,1704 1784年和1998 2010年)和9个冷期时段(1549 1576年,1591 1611年,1689 1703年,1785 1828年,1836 1856年,1864 1899年,1902 1931年,1934 1951年和1962 1997年),其结果得到了研究区周围其他树轮资料重建的温度序列的验证。同时,采用经验模态分解(EMD)和小波分析方法对其进行周期信号检测,发现重建序列主要有2~5年,7~11年,12~26年,3~48年和120年左右的显著振荡周期。     

由最高最低气温求算的平均气温对我国年平均气温序列影响

针对研究全国近百年平均气温长期变化的实际需要,利用603个测站1961—2002年气温观测资料,比较分析了最高最低平均气温距平序列和4次观测记录平均气温距平序列的差异,讨论了最高、最低气温变化趋势。结果表明：两种统计方法得到的平均气温距平序列及增温速率的差异均不明显,在一定条件下两者可以互相替换。此外,最高、最低气温变化普遍存在不对称现象,且可分为4种类型,这种不对称性对平均气温变化速率并没有明确一致的影响。     

标准序列法在日平均气温缺测数据插补中的应用

利用标准序列法,对1971—2000年我国2000多个国家级地面气象站日平均气温进行了插补试验,并用交叉检验方法进行验证,对比了相关性最好和距离最近两种邻近站选取方案的插补结果。试验表明,相关性最好方案的插补精度优于距离最近方案,利用前一方案进行插补时,只需要选择与待插补站日平均气温序列相关性最高的4个邻近站参与计算即可。插补试验结果表明,平均绝对误差约为0.42℃。插补值与实际观测值之间的绝对误差、均方根误差、两者之差在±0.5℃范围内的样本比例,均与邻近站平均距离呈较好的指数关系。     

利用树轮重建小兴安岭五营1796年以来的温度变化

 对黑龙江省小兴安岭五营丰林国家自然保护区建立的红松 (Pinus koraiensis) 树轮宽度年表与五营气象站的气候要素响应分析表明,树轮年表与生长季上一年10月份的平均温度显著相关,由此重建了1796-2004年五营10月份平均温度。此外,4月下旬的温度变化对五营红松树木的径向生长也具有一定的影响。1796-2004年,五营共经历了4个偏冷和4个偏暖期。周期分析表明,重建序列以3.33 a的周期最为显著,对重建序列30 a尺度的突变检验结果表明,1871年和1900年前后,五营地区10月份平均温度出现了显著的均值突变,1851年前后出现了明显的方差突变。     

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。     

我国东部季风区冬季气温的气候变暖特征

利用我国东部季风区375个测站1961-2006年平均地面气温资料, 采用线性趋势分析、EOF, REOF, MannKendall、小波分析等方法, 分析了季风区冬季气温异常变化规律。结果表明:我国东部季风区冬季气温增温明显, 近46年增温率为0.39 ℃/10a, 增温率从南向北增大, 黄河南部气温的稳定性高于北部, 增温不显著的区域主要在季风区的南部, 川东和云南局部有显著的下降趋势。根据REOF分析将该区冬季气温异常细分为南、中、北部区3个分区, 各区气温异常变化存在准5年和22年周期, 从20世纪70年代初期开始气温转为上升, 普遍在1986-1987年发生了突变, 在21世纪初气温开始回落。异常偏暖年大部分出现在1990年以后。