过去百年河南桐柏山气温变化历史及其与海气相互作用的联系

全球气候变化已对人类生存环境、生态安全及社会可持续发展产生前所未有的影响。开展百-千年尺度的高分辨率气候重建可帮助我们有效预测气候变化的短期趋势。最低温变化对植被生长异常重要,然而目前来自我国北亚热带地区的相关研究还较为缺乏。在精确定年的基础上,本文建立了河南桐柏山1897~2013年的树轮宽度年表,分析了树轮宽度在过去百年的变化特征。在与现代气候观测要素进行相关分析的基础上,重建了过去百年来研究区5~7月平均最低气温变化历史。重建气温对观测时段记录（1957~2013年）的方差解释量达到48.90%。从发展趋势来看,研究区气温变化呈现"V"型特征,即1975年之前气候呈缓慢变冷过程,而后呈现变暖趋势。过去百年研究区存在一个持续了31年（1963~1993年）的低温期,2000~2013年为百年最暖。分析表明过去百年来我国北亚热带地区夏季气温变化在年与年代际尺度上基本同步,与亚（洲）-印（度洋）-太（平洋）交汇区海温变化密切相关,同时受到上一年北大西洋海盆尺度气候变化模态AMO（北大西洋年代际振荡）和NAO（北大西洋涛动）的影响。     

基于树轮资料重建祁连山东段冷龙岭1848年以来的干湿变化

利用在祁连山东段冷龙岭青海云杉森林上限采集的树轮样芯,建立3个树轮宽度年表,与气象资料的响应分析发现,上年9月到当年4月的降水量是冷龙岭上限云杉生长的限制因子.基于多元回归模型重建本区1848年以来的降水量,重建模型的方差解释量达到45%,并用交叉检验验证了模型的稳定性.低通滤波序列显示冷龙岭过去近160 a经历了4次干期:1853-1857年,1877-1880年,1919-1931年,1974-1975年和4次湿润期:1869-1872年,1888-1892年,1950-1956年,1970-1972年.通过与祁连山中、西段的干旱序列对比得出,在较长的时间尺度上祁连山山区东、西降水的低频变化具有一致性.MTM(Multi-taper method of spectrum analysis)周期分析显示冷龙岭降水量存在40 a左右和2～3 a的显著周期,研究结果表明,ENSO循环和东亚季风对冷龙岭降水量有着重要影响.     

采用华山松树轮宽度重建秦岭东缘近百年冬半年温度

建立了秦岭东缘高海拔华山松树轮宽度年表,年表的可靠时段是从1911年到2005年(子样本强度大于0.8),基于此年表重建了秦岭东缘过去百年来冬半年(上年12月到当年4月)温度变化,重建方程的方差解释量为51%。重建序列有3个温暖时段： 1938～1944年,1958～1967年和 1998～2005年; 两个冷时段： 1945～1957年和 1968～1976年。自1968年以来,温度开始上升,但温度变化幅度未表现出明显异常。秦岭东缘和华北、华中及华东邻近,本文重建的温度序列与这3个区域的温度变化在低温、高温时段对应一致,而且相关显著,都表现出自1970s以来的升温趋势。表明在秦岭东缘采用高海拔华山松重建冬半年温度具有很大的潜力。     

两个树轮样品的^13C同位素研究及其古气候意义

两个代表不同生长时期、不同生长气候区的树轮样品研究结果表明．树轮^13C同位素组成记录了树轮生长时大气CO2的同位素组成和气候因子特点。现代样品^13C同位素组成反映了近代大气CO2浓度和组成变化特点。古代样品良好的同位素再现性，肯定了树轮^13C同位素作为历史时期气候记录仪的可行性。     

天山中段地区树轮气候重建与冰川波动响应分析

利用天山中段地区4个不同海拔高度雪岭云杉树轮宽度数据,建立了该地区4个树轮宽度标准化年表与2个高低海拔合成年表。2个合成年表与邻近气象站气温和降水的相关和响应分析结果表明,高海拔树轮宽度合成年表与夏季平均气温变化呈显著正相关,低海拔树轮宽度合成年表与上一年夏季平均气温变化呈显著负相关。基于上述树轮气候响应关系,建立了合成年表与夏季平均气温的二元线性转换方程,重建方程通过了稳定性与可靠性检验。重建结果表明,夏季平均气温在1840s之前呈现整体波动下降趋势,1840s~1920s呈现缓慢振荡上升趋势,1920s~1960s呈现显著下降趋势,1970s以后呈现快速升温趋势。整个11年滑动平均后的分析时段（1739~2014年）的偏暖阶段包括1744~1746年、1751~1762年、2000~2014年（极暖阶段2005~2014年）,偏冷阶段包括1835~1837年、1885~1887年、1891~1893年、1949~1969年。频谱分析表明研究区气候变化可能受到多种气候驱动机制的影响,空间相关分析结果表明,重建序列对天山中段地区夏季平均气温的变化特征有较好的空间代表性。利用重建的夏季平均气温和已有的现代小冰期以来重建的降水结果,并结合现有的冰川物质平衡度日模型结论对乌鲁木齐河源1号冰川进行分析,结果显示1734~1805年的小冰期第二次冰进可能受降水量显著增加的影响;1806~1865年的冰川退缩可能受降水量下降的影响较大;1866~1961年的小冰期第三次冰进则可能由温度降低和降水量增加共同影响所致;1962~1978年的冰川后退一定程度上受到降水量显著减少的影响;1980s以后降水量的增加不足以弥补因快速升温而引起的冰川消融,导致冰川在近几十年来急剧消融。

     

采用树木年轮资料重建山东沂山地区200多年来的湿润指数*

在中国,尤其在中国西北部地区,树轮年表是古气候信息的一个重要来源.由于某种原因,中国东部地区少有树轮研究工作.该文通过运引ARSTAN程序,建立并研究了山东境内沂山地区的树轮主年表(1750～1992).树轮和气候要素的响应面分析得出沂山地区的树轮生长和温度降水呈非线性相关,因此使用传统方法重建单个气候因子是不合理的.通过响应函数和回归分析,5月至8月份的湿润指数(P/T)被确定为重建对象,该湿润指数值代表了温度和降水对树轮生长的共同影响,且相关性很高,远超过信度检验.利用线性回归方法,获得重建湿润指数的预报方程,用树木年轮年表重建了自1750年以来的沂山地区逐年5月～8月湿润指数的变化.分析了沂山地区湿润指数重建的可靠性.     

博州中东部树轮宽度年表特征及对其气候响应

利用采自博尔塔拉蒙古自治州中东部山区9个采点的树轮样本,研制树轮宽度年表,分析9个树轮宽度标准化年表的统计特征及年表对气候的响应。结果表明:(1)位于森林中下部林缘的吉普克北、包尔克特沟西侧、小海子、胡苏木萨拉年表和森林上树线的吉普克年表包含的气候信息较多。(2)博州中东部山区气候对树木年轮生长的影响存在持续性,显著的持续年数大多表现在当年及其后的3 a。(3)9个年表间的互相关系数均超过了0.01的显著水平,森林中下部林缘年表间的相关性大于森林上树线。(4)森林上树线树轮宽度年表与上年12月至当年9月平均最低气温相关系数最大(R=0.583,显著性水平达0.000 1),其中与6月温度的相关最好,温度是影响森林上树线树轮宽度生长的主要气候限制因子。森林中下部林缘区域树轮宽度年表与上年6月至当年5月的降水量呈显著正相关(R=0.644,显著性水平达0.000 1),其中与6月降水量的相关最好,降水是影响森林中下部林缘树木年轮宽度生长的主要气候限制因子。     

青藏高原高海拔地区柏树生长季节的探讨

树木生长的主要季节是在春、夏季，这里是对温带和亚热带地区植物生长一般规律的概述，但是对青藏高原海拔地区的柏树来说，这一规律有所不同，根据青藏高原不同海拔站点0．8m-1.6m和3.2m深地温、土壤含水量和日照的年内分布以及30cm冻结及解冻期的分析表明，高原上四季期间，秋季地温比春季高，土壤含水量比春季大，秋季不论是地温还是土壤含水量都比春季更有利于柏树的生长，青藏高原高海拔地区柏树生长的主要季节是夏、秋季，并非春、夏季。高原上高海拔地区树轮宽度与秋季温度与呈现的关系是该地区特有的现象，是年轮气候研究中的一种新特征。     

贺兰山地区树轮碳氧同位素与夏季风降水的相关性讨论

分析了贺兰山地区油松树轮的稳定碳氧同位素组成对环境因素的响应关系 , 发现树轮碳氧同位素组成均与当年 5～ 9月总降水量具有较好的响应关系 , 碳同位素组成与 5～ 9月总降水量呈负相关关系 ,而氧同位素组成与 5～ 9月总降水量呈正相关关系 ,二者都可较好地反映该地区夏季风降水量的变化.同时 ,碳氧同位素的相关性分析表明二者具有一定程度的负相关性.树轮碳氧同位素的分馏机理十分复杂,其同位素组成不仅与降水量有关,同时还受其他环境因素的影响,单纯利用一种同位素指标来提取相应的气候信息,存在很大的不确定性.在本研究中 ,同时采用两种同位素指标来研究其气候意义 ,使得出的结论更加可靠.因此 ,夏季风降水量是控制该地区树轮稳定碳氧同位素组成的主要因素.     

利用树轮资料重建过去700年东亚地区冬季温度变化

目前东亚地区基于代用资料的大尺度温度重建几乎都关注夏季或年平均温度的变化,而对冬季温度的研究比较少.鉴于此,本研究利用260条温度敏感的树轮记录,重建了时间分辨率为年、空间分辨率为5°×5°、时间长度为公元1300～2000年的东亚冬季(12～2月)平均温度.结果 表明,自14世纪以来冬温呈现出显著的长期升温趋势,但在...