以树轮宽度重建九寨沟1750年以来 冬半年平均最低温度*

利用四川九寨沟地区树轮宽度年表对该地区1750A.D.以来的冬半年(上年11月到当年3月)平均最低温度进行模拟重建,重建方程的方差解释量为46.2 ％ (调整自由度后为45.1 ％ )。结果表明,九寨沟地区在重建期间平均最低温度较低的时段主要有1814~1844年和1937~1984年两个阶段; 而平均最低温度较高的时段主要有1795~1813年和1984年至今两个时期,其中1984年之后的升温时段尤为显著,与川西其他地点冬季温度重建非常相近。计算显示,与尼泊尔Kathmandu冬半年平均气温(上年10月到当年2月)相比,九寨沟地区冬半年平均最低温度存在显著2年滞后(r=0.27, p<0.0001),而1825年前后及1970年前后两个冬季低温时段在两个地点大体是一致的,这些现象表明青藏高原周边地区冬半年温度变化的趋同性。功率谱分析表明,九寨沟地区冬半年平均最低温度2.11~6.86a的准周期与ENSO周期比较一致,而18.46a准周期则显示了该地气温变动与天文准19a周期有一定关系。     

利用贺兰山北部树轮资料重建过去270年以来6～8月平均干燥指数

采用油松树轮晚材宽度,重建了贺兰山北部地区过去270年以来夏季(6～8月)干燥指数,重建序列的方差解释量(R2)为52%。并发现干燥指数大于均值的年份有1745～1756年、1847～1864年、1925～1933年,小于均值的年份有1731～1744年、1775～1788年、1798～1808年、1865～1877年、1973～1992年;11年滑动平均后发现18世纪50年代前后、19世纪50～60年代、20世纪20年代后期以及30年代初为较干旱时期,干旱时期干燥度变率较小,而湿润时段干燥度变率较大,反映了贺兰山地区气候变化的一个特点,即干旱年会连续出现;周期分析表明,干燥度指数存在22年的准周期。     

额济纳233年来胡杨树轮年表的建立 及其所记录的气象、水文变化*

通过胡杨树轮宽度的分析,建立了内蒙古额济纳地区过去233年来的STD,RES和ARS年表;并将树轮STD年表与采样点附近额济纳气象站的气温、降雨量以及狼心山水文站的地下水水位等记录进行了相关分析。结果表明,在额济纳地区显著影响该地胡杨生长的主要限制因子是地下水水位。胡杨树轮宽度年表与冬季及全年地下水水位相关性最高,分别为-0.808(p＜0.01)和-0.724(p＜0.05)。在此基础上,设计转换方程,重建了额济纳地区过去232年来冬季及全年地下水水位变化历史,冬季地下水水位重建方程的解释方差达76.3 % (调整自由度后为70.4 ％ ,n=11,r=0.874,F=12.881,p＜0.003),全年地下水水位重建方程的解释方差为72.8 ％ (调整自由度后为66.1 ％ ,n=11, r=0.854,F=10.731,p＜0.005)。     

甘肃临夏地区过去195年最高温度历史重建——基于紫果云杉树轮宽度资料

通过对甘肃临夏松鸣岩地区紫果云杉树轮宽度的分析, 发现研究区树轮标准宽度年表与降水、PDSI相关低, 而与当地3~10月平均最高温(3月至10月月平均最高温的算术平均值)相关最高(r=0.578, p<0.0001, n=62)。 在此基础上, 利用多元回归技术设计转换方程, 重建了研究区1818年以来3~10月平均最高温, 重建序列的方差解释量达40% (调整自由度后为38%)。重建序列中高温年与低温年的年份大致相当, 分别为14.9% 和12.9%; 重建时段可以分为4个温暖期(1818~1854年、1882~1900年、1937~1966年和2001~2012年)和3个寒冷期(1855~1881年、1901~1936年和1967~2000年), 可与秦岭西部的温度重建结果进行良好的对比; 研究区在20世纪后期(2001~2012年平均最高温比1970~1980年平均最高温)有明显的升温趋势, 上升0.77℃。空间分析表明, 临夏地区3~10月平均最高气温变化具有一定的空间代表性, 可以反映黄土高原西部地区气温的历史变化。功率谱分析(MTM)检测出该重建序列在过去195年中存在42.74a, 7.79~3.18a和2.77a的准周期震荡, 可能与PDO和ENSO大尺度海洋耦合作用有关。     

采用树轮稳定碳同位素重建贺兰山1890年以来夏季(6~8月)气温

贺兰山油松稳定碳同位素分析结果表明, 当年6~8月的平均气温越高, 树轮a-纤维素中的d13C值则越高; 反之, 6~8月的平均气温越低, δ¹³C值越低. 在此基础上, 采用转换函数对贺兰山地区夏季6~8月气温进行了模拟重建, 重建序列的解释方差为34.9% (F = 15.01, p<0.001). 中国夏季(6~8月)的最高气温时段(20世纪20年代后期至30年代)在重建序列中被证实. 同时1910年以来贺兰山地区夏季气温与热带太平洋海温遥相对应, 尤其是1920年前后、1947年前后的极端低温时段与热带太平洋海温的冷气候态非常一致. 表明贺兰山地区气候信号不仅含有区域特征, 同时也受全球大尺度气候变化的影响. 功率谱分析表明, 贺兰山地区夏季(6~8月)气温存在2.56~2.63 a的准周期.     

贺兰山树轮晚材宽度记录中的降水量变化

通过贺兰山地区树木年轮晚材宽度的研究，建立了贺兰山地区最近250年来的树轮晚材宽度年表。与气象观测记录的相关分析结果表明，树木生长与生长季当年5—7月降水量呈明显的正响应，在此年表的基础上重建了贺兰山地区过去250年来5—7月降水量，发现其具有明显的干湿变化，相对干旱年占总年数的52％，相对湿润年占总年数的35．5％，平年为14．5％，旱灾是该地区主要旱涝灾害。谱分析结果显示该地区5—7月降水有明显的2．6、3．5、21．3年的3个准周期。同时贺兰山地区降水量的变化历史可以反映东亚夏季风的变迁历史。     

以树轮宽度重建公元1558年以来华山5～6月平均温度及20世纪中后期升温

通过对秦岭东端华山地区油松树木年轮宽度序列的分析研究,探讨了华山地区油松对气候环境响应的敏感性,结果表明在华山地区油松对气温和降水的响应均高于华山松,与 5～6月平均温度相关较高,且通过了0.01显著性信度检验。在此基础上,我们重建了华山地区 1558～2006年间 5～6月的平均温度,重建序列的方差解释量达到41%。结果显示： 华山过去449年中,大部分年份 5～6月平均温度在平均值附近波动,变幅不大; 重建序列可与秦岭南五台 5～7月温度序列进行良好对比,其年际间相关系数达到了0.49(N＝246, p<0.0001)。华山地区20世纪 20～30年代初的暖期略偏低; 20世纪30年代中期至50年代是整个重建时段中低温持续时间较长的时段; 20世纪60年代之后,气温波动平缓; 从20世纪70年代开始快速升温,对全球变暖有较强响应。     

油松树轮记录的1776年以来贺兰山地区气温变化

利用贺兰山东西坡78个油松树芯样本建立了标准年表,分析发现1~8月平均气温是树木宽度生长的重要限制因子之一,且有明确的树木生理学意义。在此基础上模拟重建了贺兰山地区1776~1999年1~8月平均气温,重建序列的解释方差为43.3% (F = 21.422,p < 0.001)。重建中相对高温的年份有：1805~1818, 1828~1857, 1899~1907, 1919~1931, 1968~1995;相对低温的时段为：1858~1872,1883~1895,1935~1953。重建气温10年滑动曲线表现出3个明显的气温缓慢上升阶段 (1766~1853,1862~1931,1944~1995),每个升温期之后随之而来的是10年左右的快速降温,即贺兰山1~8月气温有缓慢升温而后又快速降温的特点。功率谱分析表明1-8月气温存在70、10.77、2.62、2.19、2.11年的准周期。     

以树木年轮资料重建黄河上游大通河480年以来6-7月径流变化历史

通过分析祁连山地区的3组祁连圆柏树木年轮样本,发现大通河河水补给区祁连山地区的祁连圆柏树轮资料与大通河6-7月径流量显著相关,在此基础上设计转换方程,重建了大通河1525-2009年以来6-7月径流变化历史,重建的径流变化序列中存在5个丰水期:1530-1555、1576-1586、1733-1760、1776-178...     

关于青藏高原2485年温度的季节和空间代表性问题

利用树轮宽度重建的青藏高原东北部2485年年均温度曲线一经发表就引起了学界很大关注。本文就该温度曲线的空间代表性问题进行了再次分析,该研究的样本来自青海乌兰和都兰地区,有一定的空间覆盖度。尽管宽度年表用于年均温度重建,但是我们也指出,它与冬半年(上年9月~当年3月)平均温度也显著高相关(r=0.686,p<0.0001)。重建温度曲线不仅与青藏高原东北部地区,而且与我国中北部地区的气象台站同期平均温度记录显著相关。本文进一步通过重建曲线与不同时空尺度CRU TS3.1网格点资料的相关分析,证明2485年年均温度曲线具有一定的全球空间代表性。