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。     

中国地区树轮及千年气候变化研究

由中国气象科学研究院,中国科学院地球环境研究所,中国科学院大气物理研究所,北京大学等单位参加,周秀骥院士主持的国家自然科学基金委员会重大项目“中国地区树轮和千年气候变化研究”于2008年批准立项,执行时间为2009年1月-2012年12月。本重大项目拟从建立中国典型气候区域的树轮气候网络入手,重建中国区域千年气候变化时间序列;通过非线性分析诊断,     

“基于树轮的西天山降水变化研究”项目

正一、项目背景及意义天山是中亚干旱区最大的、最重要的山系,西天山是新疆及中亚重要的水源地,掌握该地区较长时间尺度区域降水变化事实,并揭示其可能影响机制对于新疆气候变化和水资源利用至关重要。树木年轮是历史气候环境变化研究的主要代用资料之一。虽然天山树轮气候学研究成果众多,但大量重建序列集中在中国境内。     

天山山区树轮气候研究若干进展

由于分布广泛、分辨率高、定年准确和气候敏感性好等原因,树木年轮在重建过去区域、半球甚至全球气候环境变化中扮演着重要角色。天山地处中亚干旱区,气候变化波动大,对全球变化响应敏感,植物生长的干旱胁迫作用强烈,天山山区分布有大量雪岭云杉和西伯利亚落叶松等长龄且对气候敏感的针叶树种,因此天山山区是树轮气候研究的理想区域。天山山区树轮气候研究始于20世纪70年代,尤其是近10 a有了长足的进步,有关天山山区树轮气候研究已经在国际上有一定影响。本文通过综述国内外对天山山区树轮气候研究的现状和进展,总结了近200 a基于树轮资料的天山山区较为一致的气候变化规律,并为进一步开展天山山区树轮气候研究提出建议。天山山区未来树木年轮气候学研究应在开展大量不同区域树木年轮气候学重建基础上,尝试理解树木径向生长对气候的响应机理研究,同时选用不同数理方法和多树木年轮指标进行长时间尺度和大空间范围重建工作,并讨论中亚干旱区过去千年气候变化的影响机制。     

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。     

天目山柳杉树轮δ^13C对华东地区降水序列的重建

对采自天目山的柳杉树轮进行交叉定年后，得到树轮的δ^13C年序列。将δ^13C年序列去除大气CO2的影响，保留其高频振荡部分。利用华东地区部分气象站的降水资料，通过主成份分析，分析了降水与树轮δ^13C之间的关系。考虑滞后效应，利用回归方法重建了过去一百多年来的华东地区不同时段的降水序列，并分析了其变化特征。     

天山北坡东部树轮宽度和稳定碳同位素的环境响应分析

在天山北坡东部森林上限采集雪岭云杉样本,建立了树轮宽度年表和稳定碳同位素序列,采用相关函数分析了树轮宽度与木垒气象站温度和降水的关系,发现这一区域的树轮宽度主要受到水分条件的限制,但由于采样点位于森林上限,温度也限制了树木的生长,导致了树轮宽度记录降水信息能力减弱。树木年轮稳定碳同位素序列反映了工业革命以来,由于化石燃料燃烧,大气CO2浓度增加,大气δ13C降低的事实。将树轮δ13C序列进行校正后与木垒月气象资料的相关分析表明,树轮碳同位素序列与温度和降水的关系较为复杂,可能受到多种因素的共同影响。这一区域森林上限的树轮碳同位素并不是反映气候变化的最好指标。     

基于树轮宽度的巴丹吉林沙漠南缘山地NDVI重建与分析

利用巴丹吉林沙漠南缘山地三个采样点的青海云杉树轮样本研制出区域树轮宽度年表。相关分析发现区域树轮宽度年表与5-7月NDVI变化有较好相关性,相关系数为0.667 (P<0.001)。利用线性回归模型重建了巴丹吉林沙漠南缘山地1765–2010年5-7月NDVI变化,方差解释量为44.5%。NDVI重建序列揭示在1765–2010年期间巴丹吉林沙漠南缘山地有10个植被生长良好时段和10个植被生长较差时段。同时,NDVI重建序列的低值与河西走廊极端干旱历史事件有着良好的一致性。多窗谱周期分析发现,巴丹吉林沙漠南缘山地5-7月NDVI重建序列具有10.1年,8.1年,4.9年,3.0年,2.6年和2.2年的准周期变化。交叉小波分析发现太阳黑子活动是区域NDVI变化的重要驱动力之一。基于NDVI与区域干湿变化良好相关,分析了极端低值年份和极端高值年份的矢量风场距平变化发现区域NDVI变化与大范围气候场变化有显著关联,发现当西风增强时,研究区气候偏湿,有利于树木生长,NDVI值偏高,形成较宽的树轮。当研究区被来自北面沙漠地区气流控制时候,研究区气流偏干,不利于树木生长。     

基于树轮宽度的伊塞克湖入湖径流量重建与分析

中亚区域气候与水文变化特征及其对全球气候变化的响应重要而复杂,伊塞克湖流域周边山区分布的天山云杉原始森林为揭示区域过去几百年气候水文变化事实和规律提供了良好的载体。本文利用伊塞克湖周边山区4个点的树木年轮宽度、入湖年径流量以及CRU格点气象资料,基于对树轮宽度指数对区域水文和气候要素响应关系分析,利用区域树轮宽度差值年表重建了伊塞克湖355a来的入湖径流量变化历史,二者线性转换方程的方差解释量为30．2％。重建径流量的丰枯阶段变化与天山北坡的玛纳斯河、乌鲁木齐河相对应。但与天山南坡的阿克苏河流域的径流量的低频变化特征不一致,在1850年前的变化趋势相反。空间相关分析发现伊塞克湖流域重建径流量变化能较好地代表中亚天山北坡以及哈萨克斯坦东南部和新疆北部平原区降水变化。此外,还发现了伊塞克湖径流量与北大西洋长周期年代际震荡（AMO）在年代际尺度的同步变化。