西秦岭及其周边地区过去400年以来树轮密度气候学研究

The proposal intends to study the climate changes in the western Qinling Mountains and the surrounding area using tree-ring density method. The objectives of this proposal are to 1): develop tree-ring density series from five sampling sites and obtain total ring width (RW), earlywood width (EWW), latewood width (LWW), maximum density (MXD), minimum density (MID), mean earlywood density (EWD) and mean latewood density (LWD) from each site; 2) find the climate response difference among trees at different sampling sites, get the detailed climate information and explore the dominant environmental factors limiting trees’ growth; 3)reconstruct the climate variability for the western Qinling Mountains and understand their characteristics, discuss how the large scale atmospheric dynamics affect the climate variation for the western Qinling Mountains by the comparison with other series, such as, Monsoon Index, ENSO, North Arctic Oscillation and Pacific Decadal Oscillation.

本项目拟选择在中国西秦岭地区进行树轮密度气候学研究，并达到以下目标 : 1） 建立5组400年左右的树木密度指标，包含逐年树轮宽度(TRW)、早材宽度(EWW)、晚材宽度(LWW)、早材平均密度(EWD)、晚材平均密度(LWD)、最小密度(MID)和最大密度(MXD)共7种指标。2）通过相关计算，分析每一个研究地点内不同树轮指标对气候响应的差异，最大化获取过去气候变化的信息，分析气候环境对树木生长的影响机制。3）以树轮密度指标重建西秦岭地区历史时期气候变化序列，总结其变化规律，与观测或再分析的季风指数、ENSO、北极涛动、太平洋十年涛动（PDO）等大尺度气候变化进行相关分析，探讨大尺度气候动力学特征对西秦岭地区气候变化的影响。

西秦岭地区是黄土高原和青藏高原的过渡地带，受多种天气系统的影响，气候复杂多变，60多年的气象记录很难分析其变化机制。目前在该区域开展了大量的树轮气候学研究，但是大部分都是基于树轮宽度指标，且主要反映的是降水和干旱，缺少温度重建研究。树轮最大晚材密度（MXD）是重建过去温度变化的重要指标，在欧洲、北美等湿润寒冷地区被广泛用来重建夏季温度变化。基于此，我们计划在西秦岭利用树轮密度来研究过去温度变化历史。.我们在西秦岭周边及中国北方降水边缘带地区采集了大量树轮样本。除了建立这些地点的宽度年表，还建立了5个地点的密度年表，以对比不同气候类型下密度对气候的响应差异。计算表明，只有首阳山的MXD反映了7-9月的平均最高温度变化历史，是否在干旱地区，树轮最大晚材密度对夏季温度不敏感？我们需要更多的研究来支持这个结论，这对以后在干旱区开展树轮密度研究的学者提供了参考。.利用树轮宽度研究了该区域不同地点的降水和干旱变化历史。例如利用渭河源区首阳山、赵杲观的树轮宽度重建了年降水变化，还重建了内蒙古中部的干旱变化历史。通过与之前的黄土高原多个地点降水重建对比，发现他们在低频和高频尺度上都有着同步的变化趋势，空间分析也表明中国黄土高原地区的降水变化模式一致，表明了黄土高原地区降水变化受到共同的驱动因子的影响。把重建的干旱和降水序列跟其他气候系统对比发现，干/湿年分别对应着厄尔尼诺/拉尼娜年，当厄尔尼诺年发生时，赤道东太平洋海温偏高，导致西太的沃克环流和哈德利环流的减弱，随后导致西太亚热带高压变强且更加偏南，从而发生南涝北旱的气候现象。而在年代际变化上受到了北大西洋涛动的影响，其通过改变北大西洋环流进而影响到西风带，从而对黄土高原的降水产生间接影响。较长的降水和干旱重建序列将会提高对未来气候预测的准确率，而降水变化机制的研究则有助于我们加深对过去气候变化的理解，从而可以更好的应对日益增加的极端气候事件。