过去300年我国东南季风区温度变化的树轮记录

Tree rings play an important role in global land surface temperature reconstruction, however, dendroclimatic research is sparse in southeast China where past temperature change data are mainly derived from historical documentary records. The research during the recent several years indicates that tree-ring width chronologies contains strong temperature signals, proving the feasibility of tree-ring-based temperature reconstruction in this region. In this study, we plan to build a tree-ring network consisting more than 30 tree-ring chronologies in southeast China which should be temperature sensitive. Then we do the following analyses: (1) choosing optimal detrending methods among negative exponential function, linear function, spline function, regional curve standardization et al., to keep more low-frequency signals; (2) reconstructing temperature series and temperature field by using linear regression, principal components regression, and climate field reconstruction methods; (3) combining tree-ring-based temperature reconstructions with those from historical documentary records to reduce the error ranges and evaluating temperature variability and trends; and (4) primarily exploring the influence extent of internal and external climate forcings (i.e., solar irradiance, oceanic circulation and aerosol et al.) on temperature which can provide some indications for simulating temperature variations using climate models.

树木年轮在全球温度变化研究中发挥着重要的作用。但是，我国东南地区的历史温度变化重建主要是基于历史资料，树轮-温度的研究程度还很低。最近几年的研究表明，我国东南季风区的树轮宽度变化包含着较强的温度变化信息，证明了利用树轮重建这个地区温度变化的可行性。本项研究拟在东南地区建立树轮网络，建立30条以上与温度显著相关的树轮宽度年表；在各种去趋势方法（如负指数函数、线性函数、样条函数、区域曲线标准化方法等）中选择最优的去趋势方法，尽量保留低频信息；采用一元线性回归、主成分回归分析以及气候场重建等方法，重建东南地区温度的时空变化；结合历史文献温度重建资料，进一步缩小该地区重建温度的误差范围，评估该地区温度变化的范围和趋势；通过统计相关分析，初步探讨影响气候的内外因素，如太阳活动、大洋环流、气溶胶等对该地区温度变化的影响，为气候模型模拟提供参考。

通过对东南地区50多条不同海拔、不同树种树轮宽度年表的研究，对它们的气候指示作用有了较为深入的认识。三条分别来自浙江、江西、安徽的海拔高度大于1500米的黄山松树轮年表具有非常强的暖季温度信号，通过它们重建了东南地区4-7月平均温度，发现暖季温度在2000年代达到了过去两个世纪的最高水平。该温度曲线与中国粮食产量在年代际尺度上具有较好的对应关系。在剥离温度对粮食产量的影响后，可以评估社会动荡对粮食产量的影响。采用安徽大别山树轮年表重建了过去178年以来的温度变化，印证了我们前期所发现的东南地区冬春温度的准20年周期，并发现最近20年是过去两个世纪以来温度最高的时段。东南地区树木生长未发现与温度的分离现象，可能的原因是降水量较大。故此，我们在位于西南季风区的云南地区（降水量少于东部）采用树轮年表重建了过去300年的冬季温度，发现2000年以来温度达到了过去三个世纪的最高水平，并且1993年以来树木生长和温度发生分离。上述研究表明，无论是冬春季还是暖季，东南地区近20年的温度在过去两百年来都是最高的。我们还重建了两条水文气候曲线，该工作的进一步开展有望更为综合地理解气候与粮食产量等社会要素之间的关系。