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树轮记录的贺兰山北部近208年5—7月温度变化

陈峰 袁玉江 魏文寿 张同文 张瑞波 喻树龙 范子昂 李杨 尚华明

陈峰, 袁玉江, 魏文寿, 等. 树轮记录的贺兰山北部近208年5—7月温度变化. 应用气象学报, 2011, 22(4): 463-471..
引用本文: 陈峰, 袁玉江, 魏文寿, 等. 树轮记录的贺兰山北部近208年5—7月温度变化. 应用气象学报, 2011, 22(4): 463-471.
Chen Feng, Yuan Yujiang, Wei Wenshou, et al. May—July temperature variability since 1801 inferred from tree rings of Pinus tabulaeformis of Helan Mountains in China. J Appl Meteor Sci, 2011, 22(4): 463-471.
Citation: Chen Feng, Yuan Yujiang, Wei Wenshou, et al. May—July temperature variability since 1801 inferred from tree rings of Pinus tabulaeformis of Helan Mountains in China. J Appl Meteor Sci, 2011, 22(4): 463-471.

树轮记录的贺兰山北部近208年5—7月温度变化

资助项目: 

公益性行业 (气象) 科研专项 GYHY200806011

科技基础性工作专项 2007FY220200

中国沙漠气象科学研究基金 SQJ2010011

国家自然科学基金项目 41071072

国家自然科学基金项目 40975056

中央级公益性科研院所基本科研业务费项目 IDM200801

国家自然科学基金项目 40890051

详细信息
    通信作者:

    袁玉江, E-mail: yuanyuj5502@sina.com

May—July Temperature Variability Since 1801 Inferred from Tree Rings of Pinus tabulaeformis of Helan Mountains in China

  • 摘要: 利用2008年10月采自贺兰山北部的油松树轮样本建立了贺兰山北部区域树轮密度年表。相关分析表明:贺兰山北部的树轮早材平均密度与银川气象站5—7月平均最高温度具有较好的正相关关系,相关系数为0.67。用贺兰山北部的区域早材平均密度差值年表重建贺兰山北部1801—2008年的5—7月平均最高温度,58年 (1951—2008年) 重建值对实测值的解释方差为44.9%;2008年的贺兰山北部温度重建序列平均值为27.40℃。在最近20年,贺兰山树轮早材平均密度出现了明显的上升趋势,通过比对贺兰山北部重建序列的低温年份和全球火山爆发数据,发现在大规模火山爆发后的28个偏冷年温度平均值为26.90℃,较重建序列平均值下降0.50℃。多窗谱分析表明:贺兰山北部温度重建序列具有120年、8.1年、6.5年、3.2年、2.9年、2.1年的准周期变化。贺兰山北部早材平均密度与甘肃石门山、昌灵山油松的早材平均密度有良好的相关性。
  • 图  1  树轮采样点与气象站分布图

    Fig. 1  Distribution of tree ring sites and weather stations

    图  2  早材平均密度差值年表与银川月平均最高温度相关分布

    Fig. 2  Correlations of tree-ring date with Yinchuan monthly mean maximum temperature records

    图  3  温度实测数据与重建值比较

    Fig. 3  Comparison of recorded and estimated temperature for common period from 1951 to 2008

    图  4  贺兰山北部5—7月平均最高温度逐年变化曲线及其10年低通滤波曲线

    Fig. 4  Comparison between unfiltered and 10-year low-pass filtered May—July maximum temperature in the north part of Helan Mountains

    图  5  贺兰山北部重建温度小波变换

    Fig. 5  Wavelet analysis of the reconstructed series in the north part of Helan Mountains

    表  1  树轮采样点概况

    Table  1  Survey of the sampled sites of tree rings

    采样点 树种 海拔/m 坡向 坡度/(°) 纬度 经度 样本量
    苏裕口 油松 2260~2320 EEN 25~45 38°44′N 105°55′E 44
    北寺 油松 2205~2210 NNW 25~30 38°58′N 105°55′E 52
    大西沟 油松 2100 NNE 35 38°59′N 105°57′E 44
    南寺 油松 2240~2280 EEN 19~25 38°41′N 105°50′E 40
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    表  2  贺兰山北部综合差值年表主要统计特征

    Table  2  Tree-ring residual chronologies statistics in the north part of Helan Mountains

    年表名称 平均敏感度 标准差 相关性 信噪比 样本总解释量 第1特征向量百分比/% 一阶自相关系数
    年轮宽度 0.322 0.349 0.359 8.946 0.899 42.7 0.29
    早材宽度 0.364 0.386 0.367 9.286 0.903 43.6 0.27
    晚材宽度 0.282 0.301 0.196 3.903 0.796 29.7 0.27
    早材平均密度 0.046 0.047 0.255 5.479 0.846 33.1 0.06
    晚材平均密度 0.049 0.058 0.223 4.591 0.821 30.7 0.34
    早材最小密度 0.058 0.056 0.252 5.379 0.843 32.0 -0.06
    晚材最大密度 0.055 0.062 0.238 4.987 0.833 32.0 0.29
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    表  3  树轮密度与气候要素的响应分析

    Table  3  Summary of the significant response function coefficients

    气象要素树轮密度 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月
    平均温度 早材平均密度 Ο Ο
    晚材平均密度
    早材最小密度ΟΟ
    晚材最大密度
    平均最高温度 早材平均密度 Ο ΟΟΟ
    晚材平均密度
    早材最小密度ΟΟΟΟ
    晚材最大密度
    平均最低温度早材平均密度
    晚材平均密度
    早材最小密度
    晚材最大密度
    降水量 早材平均密度
    晚材平均密度
    早材最小密度
    晚材最大密度 Ο Ο
    注:Ο与○表示正相关,●表示负相关;Ο与●表示超过0.01显著性水平,○表示超过0.05显著性水平。
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    表  4  贺兰山北部温度重建序列的相关统计特征

    Table  4  Summary characteristics of temperature reconstruction in the north part of Helan Mountains

    年份冷年值/℃
    200226.50
    199226.60
    198326.70
    196426.80
    197026.80
    197726.80
    197926.80
    188426.80
    189526.80
    192126.80
    200829.30
    194728.90
    199428.60
    195328.50
    180428.40
    200528.40
    181128.30
    189028.30
    195728.30
    199728.30
    197027.20
    198027.20
    196027.28
    188027.29
    183027.34
    193027.35
    182027.36
    187027.37
    184027.38
    191027.39
    200027.88
    180027.66
    195027.64
    199027.57
    189027.56
    194027.56
    181027.53
    185027.45
    190027.44
    186027.43
    1810-189927.43
    1900-200827.44
    2000-200827.90
    1801-200827.40
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    表  5  重建气温序列与火山爆发

    Table  5  The temperature reconstruction and volcanic eruptions

    火山爆发 重建序列对
    应低温年份
    距平值/℃
    Tambora (1815年) 1816—1818-0.4
    Cosiguina (1835年) 1834—1835 -0.4
    Chikurachki (1853年),
    Sheveluch (1854)
    1853—1854 -0.3
    Krakatu (1883年),
    Okataina (1886年)
    1884—1888 -0.5
    Santa Maria (1902年) 1902 -0.4
    Ksudach (1907年),
    Katmai (1912年)
    1908—1913 -0.4
    Bezymianny (1956年) 1956 -0.7
    Agung (1963年) 1963—1964 -0.7
    St Helens (1980年) 1979—1980 -0.6
    El Chichon (1982年) 1983—1985 -0.7
    Pinatubo (1991年) 1992 -1.0
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-06-17
  • 修回日期:  2011-04-15
  • 刊出日期:  2011-08-31

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