树轮记录的小冰期以来青藏高原气候变化的时空特征

小冰期气候为评估现代气候变化提供了最直接的背景.本文主要依据树轮资料,同时结合现代仪器观测记录,利用经验正交函数(EOF)方法探讨了青藏高原小冰期以来气候变化的时空特征.首先分析了高原的温度变化.近50年来青藏高原的温度变化基本同相位变化,没有明显的区域差异;乌兰树轮序列是青藏高原的冬半年(9～4月)温度代用指标;利用...     

过去2000年冷暖变化的基本特征与主要暖期

根据近年国内外相关研究结果,分析了北半球与中国过去2000 年冷暖变化的阶段性,辨识了百年尺度暖期的起讫年代及其与20 世纪温暖程度的差别。结果表明:(1) 最近新建的多数北半球温度变化序列显示公元1-270 年温暖;271-840 年冷暖相间,但总体偏冷;841-1290年温暖;1291-1910 年寒冷;1911 年以后再次转为温暖;这些冷暖阶段虽分别与Lamb 指出的罗马暖期(约公元前1 世纪-4 世纪中期)、黑暗时代冷期(约4 世纪末-10 世纪前期)、中世纪暖期(约10 世纪中期-13 世纪末)、小冰期(约15-19 世纪) 以及20 世纪增暖大致对应,但各阶段的起讫时间与Lamb确定的时段存在一定差别。(2) 尽管过去2000 年冷暖变化过程及其变幅大小在中国境内各个区域间并不完全一致,但从全国平均看,中国与北半球百年尺度的冷暖波动阶段基本一致,仅起讫年代存在一定差异;其中公元1-200 年、551-760 年、941-1300 年及20世纪气候相对温暖,其他时段则相对寒冷。(3) 多数序列显示中世纪期间北半球的温暖程度至少与20 世纪相当。中国941-1300 年间的最暖百年和最暖30 年(暖峰) 的温度也略高于20 世纪,551-760 年间的最暖百年与20 世纪基本相当,但1-200 年间最暖百年的温暖程度则较20 世纪略低。     

北半球千年温度集成重建所使用的代用序列述评——以石笋为例

充分掌握过去全球气候变化的规律,是分析现在全球气候变化的关键。为了重建近2 000 a的全球（主要是北半球）的温度时空格局,Mann使用了1 209条代用序列。主要评价Mann等在重建中世纪暖期以来（公元800年以来）全球（主要是北半球）的温度时空格局时,所使用的46条代用序列中的8条石笋序列。其中北半球的序列（6条）要多于南半球的序列（2条）。通过对所选石笋序列的文献检索和科学评估,认为Mann等最初选用的8条石笋序列和筛选后剩余的6条石笋序列并非都代表温度信号,其中只有两条序列是原作者认为代表温度信号的,代表降水量信号的序列要多于代表温度信号的序列。所以Mann等选用这些序列重建温度有待商榷。由于石笋代用指标本身的复杂性,其气候指示意义仍然存在争议。     

普若岗日冰芯中不溶微粒元素地球化学特征对气候环境的指示意义

对普若岗日冰芯上部7.5 m样品中不溶微粒的元素含量进行了测定,分析了不溶微粒中Na、K、Mg、Fe、Zn和Al等元素近30年来的含量及相对含量变化特征.通过普若岗日冰芯中不溶微粒的元素含量、元素组分对相对含量等多参数的变化特征与青藏高原腹地降水量及温度记录的对比分析发现,冰芯不溶微粒中元素地球化学参数的变化与源区气候环境的演变具有较好的一致性.因此可以认为,冰芯中不溶微粒的元素地球化学特征能够作为指示区域气候环境演变的指标.     

近千年东亚夏季风演变历史重建及与区域温湿变化关系的讨论

集成中国季风区石笋氧同位素记录的共同变化特征,初步建立了近千年10年平均的东亚夏季风演变序列。在10年尺度以上分析了东亚夏季风演变与其他气候要素变化之间的关系。主要结论有： 1)近千年来东亚夏季风演变可划分为中世纪时期(11～13世纪初期)的季风稍弱阶段,13世纪中后期至14世纪前半叶的季风较强时期,14世纪后半叶至17世纪的季风较弱阶段,自18世纪开始持续约200年的季风再次增强时期,以及20世纪初开始的季风逐渐减弱阶段。2)近千年来东亚大陆或北半球温度的变化虽然对东亚夏季风变化具有一定的影响,但东亚夏季风强度的变化并不总是取决于陆地温度的变化。3)近千年来东亚夏季风的强弱变化与降水变化在低频趋势上有良好的对应关系,在东亚夏季风增强的时期,中国东部降水较多,而在夏季风减弱时,中国东部降水趋于偏少。     

近期东亚季节性温差减弱幅度已超出14世纪以来自然变率范围

季节性温差(夏温与冬温之差)变化是地球气候系统的重要组成部分.遗憾的是,在东亚地区较短的气象观测记录限制了对季节性温差变化的认识.本研究诊断了东亚地区树轮气候信号,严格筛选了10条对冬季(上年12月至当年2月)和12条对夏季(当年6～8月)温度变化响应敏感的年表.基于筛选的树轮资料,重建了公元1376～1995年东亚地区冬季和夏季温度变化序列,并与气候模拟结果进行了对比分析.结果显示:过去600年,与冬季相比,夏季温度对赤道火山喷发造成的降温效应以及对工业革命以来温室气体强迫引起的增温效应响应更为显著;温室气体强迫使得东亚季节性温差自19世纪70年代起持续减弱,且20世纪90年代以来,季节性温差减弱趋势已超出过去600年的自然变率范围;气候模式可以基本模拟出重建所揭示的冬季和夏季的温度年代际变率及趋势,但很大程度上低估了季节性温差变化幅度,这主要是由于现有的气候模式低估了区域尺度温度变化对外强迫和气候系统内部变率模态响应的季节差异.本研究强调了利用气候重建资料对气候模式模拟季节性温度变化性能验证的重要性,明晰了如果未来温室气体强迫持续增强,东亚地区季节性温差将进一步减弱的认识.     

树木径向生长机制监测和模拟研究进展

 传统的树轮气候学重建研究是基于现代仪器观测资料和树轮序列的统计相关实现的,缺乏机制方面的研究。可靠地重建历史时期的气候变化,需要理解树木径向生长的气候响应机理。目前,国际上的树木径向生长机制研究主要有两种途径,监测与模拟,其中监测研究包括应用树木径向生长测量仪(Dendrometer),微树芯法(Micro-coring)和针刺创伤法(Pinning)3种。从两类大的研究途径出发,综述了国内外的研究进展情况,并对未来发展趋势提出展望。     

航道水深测量技术新进展

航道动态变化和泥沙运动会在短时间内改变航道的几何形状,对船舶的航行产生危险。水深测量提供了准确的航道内部水深变化的信息。本文分析了航道水深数据的采集、处理以及管理等方面研究现状和发展趋势,为港口管理提供更多的信息,使其能够做出更加准确的决策,从而减少风险航运。     

祁连山中段树木年轮低频气候信息提取方法探讨

对现有的区域曲线标准化方法（RCS）进行改进,提出区域生长曲线标准化方法(Regional Growth Curve Standardization, RGCS),以尽多保留树轮序列中的低频气候信息。利用祁连山中段的树轮样本,分别建立了STD、RCS和RGCS年表,并将RGCS年表与STD、RCS年表进行对比分析。结果表明：RGCS年表保留低频信息能力最强,RCS年表次之,STD年表则相对较弱,且RGCS年表有着更好的对温度信号的响应能力。     

使用微树芯方法监测树木径向生长变化的研究综述

在全球气候变化背景下,明确评估树木生长对气候变化的响应机制,包括年际、年内径向生长变化及其物候现象,是深刻了解现在森林生态系统中树木生长状况及精准模拟其未来生长态势所必须的前提条件。另外,研究年内树木径向生长与气候因子的关系将会更加丰富当前从传统树轮气候学或树轮生态学研究中所得到的认识。然而,目前在高分辨率水平上（年内）直接观测树木径向生长变化对气候因子响应过程的方法或手段仍然有限。其中,微树芯方法以其独特的优势而得到了广泛的应用,尤其是在欧洲及北美加拿大地区,但在热带及亚洲的研究还相对较少。涉及内容除其最直接的监测树木径向生长变化外,也开展了不同方面的对比研究,如分析年龄效应、海拔效应、健康状况等对树木生长的影响。此外,研究者也在部分区域尝试了控制对比试验,如探讨了人为增温/冷却、干旱胁迫、森林抚育间伐措施是如何影响树木径向生长变化的。本文就以上各方面进行了详细评述。