川西高原6-7月最低气温场重建研究

 经过单相关普查,选择川西高原甘孜、阿坝两州的14个树木年轮宽度年表和14个气象站的1961—2005年6—7月最低气温资料分别建立树轮宽度场和最低气温场。计算树轮宽度场和最低气温场的典型相关系数,发现两个场的第一特征向量和第三特征向量有较好的相关性。利用多元线性回归模型分别重建14个地点的1787—2005年6—7月最低气温序列和川西地区平均气温序列,重建6—7月最低气温场。分析最低气温重建场发现,第一特征向量能较好地反映川西地区的冷暖变化。在近两个世纪里,川西地区最低气温场第一特征向量的方差贡献率在增加,而最低气温场的收敛速度在减慢。     

天山山区与南、北疆近40a来的年温度变化特征比较研究

分析天山山区近40 a来年温度变化的基本特征,并与南疆、北疆进行比较,其结果是:(1)天山山区年平均温度在冷暖变化阶段上与北疆的相似性强于南疆。(2)新疆三大区域年平均温度的最主要空间分布特征均是同步变化,但同步性的程度北疆较好,南疆及天山山区较差;而空间分布的反向变化性,南疆及天山山区较好,北疆较差。(3)三大区域年平均温度的年代际变化趋势是不同的,但均以20世纪90年代为最暖。(4)近40 a的显著线性增温趋势以年平均最低温度及年平均温度表现得空间范围最广,年平均最高温度最差;年平均温度的长期增温率以北疆最大,天山山区和南疆较小;年平均最低温度的10 a增温率变化在0.34~0.37℃之间。(5)三大区域最佳升温趋势出现的时段比较一致,增温率以北疆为最大,天山山区和南疆相同。(6)北疆与南疆年平均温度分别在1960年和1978年发生了由低向高的突变。     

天山南坡巴仑台地区树轮年表特征分析

通过对巴仑台地区2个标准树轮年表的有关参数的对比,证明夫斯坦沟年表比萨色克沟年表包含了更多的气候信息。将这2个标准树轮年表与附近的巴仑台气象站1961-2005年月平均降水资料进行相关分析,结果表明,夫斯坦沟年表的年轮指数与巴仑台地区上年7月至当年6月的降水呈显著正相关,而萨色克沟年表则与上年6月至上年8月的降水呈显著正相关,且二者的正相关具有明确的树木生理学意义。研究还发现,在0．05的显著性水平上,夫斯坦沟年表树轮指数变化具有48．67 a、17．18 a和2．07 a-2．39 a的变化准周期,萨色克沟年表则具有14．6 a、13．27- 13．9 a、12．7 a和2．09-2．16 a的变化准周期。夫斯坦沟年表的高频信息含量高于萨色克沟年表,而其低频信息含量则低于萨色克沟年表。     

树轮记录的吉尔吉斯斯坦东部过去百年干湿变化

利用吉尔吉斯斯坦东部chon-kyzyl-suu附近的两个树轮宽度年表,与CRU气温、降水资料和PDSI资料进行相关分析和响应分析,重建该地区过去百年的降水和PDSI,分析近百年吉尔吉斯斯坦东部干湿变化特征。结果表明：（1）该地区树轮宽度对降水和PDSI响应较好,利用树轮宽度年表可以较好地重建该地区过去百年上年7月到当年6月的降水和PDSI序列;（2）近百年该地区干湿变化具有明显的6 a、13 a和21 a左右的变化准周期;在1913年前后、1943年前后和1972年前后发生了由多到少的气候突变,在1950年前后发生了由少到多的气候突变;（3）吉尔吉斯斯坦东部过去百年干湿变化与中国境内天山山区降水变化一致：1890s偏干,1900s是最为湿润的10 a,1910s是最为干旱的10 a,1917年是近百年来最干旱的1 a,1920s-1930s偏湿,1940s偏干,1950s-1960s偏湿,1970s偏干,1980s-2000s偏湿,尤其是1980年以后到现在,天山山区经历了近百年最为漫长的增湿期;重建的近百年吉尔吉斯斯坦东部干湿变化能较好的代表西天山大部分区域尤其是西天山北坡吉尔吉斯斯坦境内的干湿变化。     

季节性森林积雪融雪期雪层含水率垂直廓线与时间变化特征

利用snow fork雪特性分析仪测量天山积雪与雪崩研究站融雪期开阔地(站区内气象观测场)与雪岭云杉林下雪层含水率,分析季节性森林积雪融雪期雪层含水率垂直廓线和时间变化特征以及与气温的关系。结果表明:由于开阔地和林下积雪接受的太阳辐射、雪层密度和雪层污化程度等的不同,开阔地、树冠边缘及距树干1m处的雪层含水率垂直廓线特征、雪层含水率的日变化特征以及融雪期雪层含水率随时间的变化特征各异;雪层含水率受气温因子影响最大,融雪期雪层含水率随气温变化呈指数增加,由于开阔地和林下微气象条件的不同,三点雪层含水率对日均温、最高温、最低温、日较差以及逐时气温的响应也不同,且雪层含水率对气温的滞后效应也各异。     

阿勒泰西部树轮年表特征分析

通过对比阿勒泰西部5个标准化树轮宽度年表的多项年表特征参数,发现沙勒哈年表包含的气候信息较多,而柯姆年表所含的气候信息可能最少。通过年表间互相关系数的对比,发现2个位于森林上限的沙勒哈年表与哈纳斯南年表的相关最高（0.676）。而接近下树线森林边缘的哈纳斯北年表和柯姆年表的相关达0.586,却与3个位于森林上限的年表相关较低。通过相关普查得出,阿勒泰西部3个位于森林上限的年表与该区域当年6\_7月的月平均气温呈正相关,其相关系数最高为0.426,显著性水平达0.0035,与当年6\_8月的降水量呈负相关,其相关系数最高为-0.535,显著性水平达0.0002,而两个接近下树线森林边缘的年表与该区域当年1月的降水量呈正相关,其相关系数最高为0.45,显著水平达0.0019,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,除吉克音年表外,其他4个年表均具有2.4 a的变化准周期。此外,吉克音年表和柯姆年表均存在13.5 a和14.4 a的变化准周期,哈纳斯南年表和沙勒哈年表均存在23.0 a和38.3 a的变化准周期。通过对比年表高低频信息含量,发现阿勒泰西部年表中高频信息含量一般高于低频信息含量。     

树轮记录的历史时期阿克苏河流域沙尘天气变化

相关计算表明,位于塔克拉玛干沙漠西北边缘沙漠-绿洲-山地过渡带的阿克苏河流域英阿特河树轮标准化年表与该区域4—7月的沙尘天气日数相关显著,单相关系数高达-0.527（α<0.0001）,利用树木年轮重建阿克苏河流域历史时期沙尘天气日数是可行的,并具有明显的树木生理学意义。利用吾力街力克和英阿特河标准化自回归年表序列可较好地重建阿克苏气象站过去611 a的4—7月沙尘天气日数,经多方面验证,表明其具有较好的可信性。在过去611 a中,阿克苏河流域沙尘天气日数以2.3 a、4.1 a、5 a、6.8 a、8.8 a、10.7 a、45.1 a、50.7 a的周期最为显著;且经历了9个偏湿期及9个偏干期,降水的增加有利于制约沙尘天气的发生,在新疆气候暖湿化的背景下,沙尘天气有望减少;阿克苏河流域历史时期沙尘天气日数在1434年前后、1721年前后、1776年前后和1865年前后发生了由少向多突变,在1685年前后、1752年前后和1798年前后发生了由多向少的突变。这些突变年份中,1721年前后的由少到多突变最为显著,1752年前后的由多到少突变最为显著。17、18世纪沙尘天气较为频繁,15—17世纪,沙尘天气日数明显增加,18—20世纪,呈下降趋势。     

新疆气候变化与生态环境的初步评估

近50a来,新疆气候变暖、降水增多的趋势明显,并将持续到21世纪末.新疆生态环境系统的总体特征是:水资源是新疆生态环境的核心;形成了山地、绿洲、荒漠三大生态环境系统;生态环境脆弱;土地有效利用率低;加强生态建设和环境保护具有很大潜力.在全球和新疆气候变暖的背景下,新疆极端天气、气候事件频发,防灾减灾形势更为严峻,而且绝大部分冰川退缩,并呈加速减退的趋势;但因气候变暖的同时降水增多,河流径流量呈增加趋势,生态环境随之有所恢复与改善,加之新疆又地处欧亚大陆中部,因而全球气候变化造成直接的、近期的负面影响,在新疆的表现比世界大多数地区要轻、要小.由于新疆气候变化、人类活动的负面影响以及资源利用效率低下、经济结构不合理等因素,新疆生态环境形势依然相当严峻,完全遏制生态环境恶化和实现生态环境全面改善任重道远.基于以上评估结论,提出了三项对策建议.     

树轮记录的腾格里沙漠东缘1775-2005年降水变化

 利用采自腾格里沙漠东缘的贺兰山油松树轮样本,建立树轮宽度年表。通过相关普查发现,贺兰山油松树轮宽度差值年表与腾格里沙漠东缘当年5月至7月的降水存在显著的正相关,相关系数为0.606（P<0.001）。利用贺兰山北部的树轮宽度差值年表,可较好地重建腾格里沙漠东缘近231 a来当年5月至7月的降水变化,交叉检验表明,降水重建结果稳定可靠。通过与腾格里沙漠南缘地区树轮降水重建序列对比分析,发现腾格里沙漠边缘区的树轮重建降水的干湿阶段变化具有良好的同步性,并对西北地区极端干旱历史事件有良好响应。     

新疆天山西部三个云杉上树线树轮最大密度年表的研制、相关性及其气候信号分析

针对新疆天山西部伊犁、博尔塔拉蒙古自治区州三大山体北坡云杉上树线树木年轮最大密度资料,采用区域曲线、负指数曲线、样条函数三种不同生长去趋势方法,研制树轮最大密度年表,分析不同采点和树轮去趋势方法对树轮最大密度年表在不同频域的相关性及气候信号的影响发现:①三个采点间的最大树轮密度变化,在高频变化方面最为相似,低频变化存在着较大差异;②天山西部山脉北坡上树线的树轮最大密度年表对年表研制的三种不同去趋势方法不敏感,而采点间的距离和是否位于同一气候区是影响上树线树轮最大密度年表间相关性的重要因子;③天山西部山脉北坡上树线的树轮最大密度年表对当年的温度具有显著的相关性,年降水量越多的山区,其上树线最大密度年表对温度的相关性越好,且显著相关平均温度涉及的月数也不断增多.