收藏本站
《兰州大学》 2015年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

长江中下游地区树轮气候响应特征分析与区域冬春季温度的重建

陈秋艳  
【摘要】:在气候变暖的背景下,全球范围内气候变率增加,极端气候事件频发。由于我国东南地区湿润的气候环境,树木的径向生长对于气候要素的变化不是很敏感,树轮气候的相关研究工作还是相对较薄弱。长江中下游地区为东亚季风的主要影响区,近年来,长江中下游地区的树轮气候学研究也开展得越来越多。目前大多数的研究主要是针对单点小区域的树轮气候线性响应特征分析或者树轮气候重建,而对区域大范围的树轮气候非线性响应特征,以及整个研究区气候变化的非线性趋势和驱动机制的研究相对较少。针对这些问题,本文利用新采集的和前人采集的长江中下游地区的树轮宽度资料分析区域树轮气候响应的非线性模式,并利用整个研究区的温度器测资料分析现代温度变化的空间复杂度和非线性趋势,最后基于树轮资料恢复研究区过去170多年来的冬春季温度变化,探究研究区温度变化的可能驱动机制。本文首先借助长江中下游地区神农架(巴山冷杉,Abies fargesii Franch)、壶瓶山(马尾松,Pinus massoniana)、张家界(马尾松,Pinus massoniana)采集的树轮宽度资料,分别建立了AD1843-2013、AD1834-2013、AD1830-2013、AD1883-2013的树轮STD年表,并结合前人的研究基础,运用线性与非线性手段分析了区域树轮气候响应模式。研究发现,区域树木的径向生长主要与冬春季温度相关,而与降水的相关性不显著。在此基础上,结合前人己采集的树轮资料,并借助回归树模型(Boosting Regression Trees, BRT)探索气象要素与树木生长之间的关系。模拟结果表明,2、3、4月份的温度是区域树木生长的主要限制因子,且两者的关系遵循“生态幅”的原理,呈现出逻辑斯蒂函数的分布特征;研究还表明,冬季与春季的温度变化对区域树木生长的影响存在“补偿作用”,而冬季的温度对树木的径向生长更加重要。在前文的相关分析研究中发现冬春季温度对区域树木的生长有至关重要的作用,为了更好的理解树轮资料重建区域冬春季温度的变化,我们先了解区域冬春季现代观测气候的变化特征。根据长江中下游地区60年来的器测冬春季温度变化资料,利用Higuchi分形维数与改进的经验模态分解(EEMD)分析方法分别探索了区域冬春季温度空间变化的复杂度与非线性变化趋势。研究发现,区域冬春季温度序列的Higuchi分形维数在空间上存在明显的差异,说明不同气候区内气候变化的复杂性有比较大的差异。其中,沿海地区的分维数较高,区域气候变化比较复杂,中西部地区分维数较低,气候系统复杂性有所减小,这可能与海气作用等小气候因素有关。而基于EEMD分解的温度序列的非线性趋势发现,1980年之前长江中下游绝大部分地区冬春季温度呈现下降的趋势,但是变暖地区的面积逐年增加,而最近30多年来,区域冬春季温度上升显著,变冷地区的面积严重萎缩并迅速消失。此外,我们还发现,区域高纬度地区冬春季的升温速率要高于低纬度地区,这可能与哈德莱环流下沉支流的位置有关。最后我们利用神农架林区两个点的巴山冷杉(Abies fargesii Franch)建立了研究区一条新的树轮年表,时间跨度为AD 1842~2013年。相关分析发现,神农架树木的径向生长与2月、3月、4月和6月的温度显著正相关,其中树轮与2-6月平均温度相关系数最高达到0.64,并基于此重建了研究区过去170多年来冬春季(2-6月)平均气温的变化。树轮资料显示共有6个寒冷时段被纪录下来,分别是AD 1848~1859年,AD 1869~1874年,AD 1888~1900年,AD 1927~1932年,AD 1938~1973年和AD 1979~1994年。这些寒冷事件与邻近区域的历史资料所记载的寒冷气候事件时间比较一致。通过与研究区周边树轮记录的冬春季温度变化的对比发现,1870s之前本文树轮记录的低温变化与秦岭山脉东部地区树轮所记录的低温变化较一致,在1920s以后则与大别山地区和江西湖南地区树轮所记录的低温变化较一致。对比三条重建序列的趋势变化发现,神农架地区的温度开始变暖的时间要早于大别山地区与江西湖南地区,且升温的幅度也更大,这可能是由于神农架地区的海拔较高,热容量(heat capacity)较小导致的。最后通过对区域冷期与暖期500hPa高度场的合成分析得出,区域低温事件主要受乌拉尔高压的影响。
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:P467;P423

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 时少英,刘式达,付遵涛,刘式适,梁福明,辛国君,李百炼;天气和气候的时间序列特征分析[J];地球物理学报;2005年02期
2 岳文泽;徐建华;徐丽华;;基于地统计方法的气候要素空间插值研究[J];高原气象;2005年06期
3 马乃孚,蒲阳;长江中下游地区冬季气温变化的时空特征及其与热带OLR的关系[J];华中师范大学学报(自然科学版);1991年04期
4 ;Reconstruction of precipitation variation from tree rings in recent 1000 years in Delingha, Qinghai[J];Science in China(Series D:Earth Sciences);2005年07期
5 田沁花;周秀骥;勾晓华;赵平;范泽鑫;Samuli HELAMA;;祁连山中部近500年来降水重建序列分析[J];中国科学:地球科学;2012年04期
6 张礼平;张乐飞;;东亚冬季风系统低空环流特征及其对1月华中地区气温异常的影响[J];热带气象学报;2009年03期
7 辛国君;气候噪声和气候系统的分维[J];应用气象学报;1997年01期
8 郑永宏;朱海峰;张永香;邵雪梅;;柴达木盆地东缘山地祁连圆柏林上限树木径向生长与气候要素的关系[J];应用生态学报;2009年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 罗隆诚;冯新灵;刘鹏;胡瑞林;朱承湘;马文超;;近50年来南充气候变化的R/S分析[J];安徽农业科学;2007年13期
2 周小云;李晓娟;谢定升;梁健;;精细化气候预测产品的制作及效果检验[J];安徽农业科学;2011年19期
3 张国存;查良松;;南京近50年来气候变化及未来趋势分析[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2008年06期
4 高力浩;付遵涛;;中国地区相对湿度与温度多分形特征对比分析[J];北京大学学报(自然科学版);2012年03期
5 李晓晖;袁峰;张明明;贾蔡;周涛发;;基于土壤地球化学数据的资源与环境评价信息系统设计与实现[J];地理信息世界;2011年03期
6 杨凤海;杨凤江;苏琦;李昀;沈能展;;基于ArcGIS的黑龙江省活动积温空间插值与计算[J];东北农业大学学报;2010年01期
7 李晓晖;袁峰;白晓宇;张明明;贾蔡;周涛发;;典型矿区非正态分布土壤元素数据的正态变换方法对比研究[J];地理与地理信息科学;2010年06期
8 郑永宏;张永;邵雪梅;尹志勇;张津;;大别山地区黄山松和油松树轮宽度的气候意义[J];地理科学进展;2012年01期
9 冯新灵;罗隆诚;邱丽丽;冯自立;;青藏高原至中国东部年雨日变化趋势的分形研究[J];地理研究;2007年04期
10 孔云峰;仝文伟;;降雨量地面观测数据空间探索与插值方法探讨[J];地理研究;2008年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 ;Modern pollen distributions in Qinghai-Tibetan Plateau and the development of transfer functions for reconstructing Holocene environmental changes[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
2 周毅;钟军民;汤明霞;郭乐东;黎艳明;;广东省蕉岭长潭省级自然保护区人工次生林结构特征的研究[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第一卷)[C];2010年
3 朱小花;王荣辉;;基于GIS的开发区土地集约利用潜力微观评价及空间分异规律研究[A];第十三届华东六省一市测绘学会学术交流会论文集[C];2011年
4 胡金祥;李宗杰;张永升;;基于地质统计学的速度校正技术在新和地区的应用[A];中国地球物理学会第22届年会论文集[C];2006年
5 周毅;钟军民;汤明霞;郭乐东;黎艳明;;广东省蕉岭长潭省级自然保护区人工次生林结构特征的研究[A];2010中国科协年会第五分会场全球气候变化与碳汇林业学术研讨会优秀论文集[C];2010年
6 周小云;李晓娟;谢定升;梁健;;精细化气候预测产品的制作及效果检验[A];第28届中国气象学会年会——S7城市气象精细预报与服务[C];2011年
7 王坚红;李星;苗春生;于波;陶玫;;海表温度与低层气温对江苏沿海冬季近地层风场特征影响研究[A];创新驱动发展 提高气象灾害防御能力——S13热带海洋气象[C];2013年
8 Tong-wen Zhang;Yu-jiang Yuan;Yu Liu;Wen-shou Wei;Shu-long Yu;Feng Chen;Zi-ang Fan;Hua-ming Shang;Rui-bo Zhang;Li Qin;;A tree-ring based precipitation reconstruction for the Baluntai region on the southern slope of the central Tien Shan Mountains, China, since A.D. 1464[A];第八届全国优秀青年气象科技工作者学术研讨会论文汇编[C];2014年
9 韩海涛;李仲龙;;地面实时气象数据质量控制方法研究进展[A];第31届中国气象学会年会S13 气象通信与信息技术应用实践与新技术探索[C];2014年
10 庄燕洵;陈绿文;崔逊;黄惺惺;;2000-2014年广州市闪电活动时空演变特征[A];第32届中国气象学会年会S20 第十三届防雷减灾论坛——雷电物理和防雷新技术[C];2015年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 方克艳;近400年来西北地区气候变化的树轮记录研究[D];兰州大学;2010年
2 穆振侠;高寒山区降水垂直分布规律及融雪径流模拟研究[D];新疆农业大学;2010年
3 赵传湖;全新世东亚地区气候时空演变及古气候定量重建[D];南京大学;2009年
4 章大全;中国年代际干旱趋势转折及预测[D];兰州大学;2011年
5 侯迎;基于树轮资料重建石羊河上游历史时期气候与径流量变化[D];兰州大学;2011年
6 刘丙军;作物需水尺度特征复杂性分析理论与方法研究[D];武汉大学;2005年
7 赖日文;基于RS与GIS技术闽江流域森林资源利用评价研究[D];北京林业大学;2007年
8 张伟红;地下水污染预警研究[D];吉林大学;2007年
9 师黎静;基于地脉动的近地表三维速度结构探测和建模成像[D];中国地震局工程力学研究所;2007年
10 孙玉建;地质统计学在固体矿产资源评价中的若干问题研究[D];中国地质大学(北京);2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 高贤良;祁连圆柏和青海云杉坡向分布差异的生理生态适应机制[D];兰州大学;2011年
2 姜倩倩;徂徕山不同立地条件下油松、麻栎和侧柏对气象因子的响应[D];山东农业大学;2012年
3 陶树光;利用年轮资料重建大兴安岭北部历史气候研究[D];内蒙古农业大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 康兴成,张其花,Lisa J. GRAUMLICH,Paul.SHEPPARD;利用树轮资料重建青海都兰地区过去1835年的气候变化[J];冰川冻土;2000年01期
2 勾晓华,陈发虎,王亚军,邵雪梅;利用树轮宽度重建近280a来祁连山东部地区的春季降水[J];冰川冻土;2001年03期
3 施雅风,沈永平,胡汝骥;西北气候由暖干向暖湿转型的信号、影响和前景初步探讨[J];冰川冻土;2002年03期
4 马晓波,施雅风,沈永平,杨保;西北地区近代及历史时期气候变化趋势分析[J];冰川冻土;2003年06期
5 袁玉江,李江风;天山西部树轮年表的响应函数[J];冰川冻土;1995年02期
6 王亚军,陈发虎,勾晓华;利用树木年轮资料重建祁连山中段春季降水的变化[J];地理科学;2001年04期
7 王广德,过常龄;“Krige”空间内插技术在地理学中的应用[J];地理学报;1987年04期
8 林忠辉,莫兴国,李宏轩,李海滨;中国陆地区域气象要素的空间插值[J];地理学报;2002年01期
9 邵雪梅,方修琦,刘洪滨,黄磊;柴达木东缘山地千年祁连圆柏年轮定年分析[J];地理学报;2003年01期
10 张朝生,章申,何建邦;长江水系沉积物重金属含量空间分布特征研究——地统计学方法[J];地理学报;1997年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蔡莲珍;;碳十四年代的树轮年代校正——介绍新校正表的使用[J];考古;1985年03期
2 刘禹,马利民;树轮宽度对近376年呼和浩特季节降水的重建[J];科学通报;1999年18期
3 钱君龙,吕军,屠其璞,王苏民;用树轮α-纤维素δ~(13)C重建天目山地区近160年气候[J];中国科学(D辑:地球科学);2001年04期
4 钱君龙,邓自旺,屠其璞,王苏民,王国祥,黄耀生;天目山柳杉树轮δD年序列及其气候含义[J];中国科学(D辑:地球科学);2001年05期
5 蔡秋芳,刘禹,杨银科,史江峰,孙军艳,王雷;陕西黄龙树轮年表的建立及其2—3月降水记录[J];海洋地质与第四纪地质;2005年02期
6 高琳琳;勾晓华;邓洋;张芬;方克艳;;树轮气候学中分异现象的研究进展[J];冰川冻土;2011年02期
7 王建;贺清艳;商志远;钱君龙;杨海燕;赵兴云;;南京紫金山马尾松树轮δ~(13)C对气候变化响应敏感性的研究[J];长江流域资源与环境;2012年09期
8 方克艳;刘昶智;勾晓华;李颖俊;;树轮学的一些基本研究方法和存在的问题[J];兰州大学学报(自然科学版);2012年05期
9 张同文;袁玉江;魏文寿;何清;张瑞波;喻树龙;陈峰;;开都河中游地区雪岭云杉林上下限树轮宽度对比及其气候响应分析[J];干旱区地理;2013年04期
10 陈拓,秦大河,康兴成,任贾文,侯书贵;树轮氢、氧同位素研究进展[J];地球科学进展;1998年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 彭剑峰;勾晓华;方克艳;张芬;;坡向对海拔梯度上祁连圆柏树轮记录的干扰[A];中国地理学会百年庆典学术论文摘要集[C];2009年
2 尚华明;魏文寿;袁玉江;喻树龙;张同文;;阿尔泰山南坡树轮宽度对气候变暖的响应[A];第27届中国气象学会年会应对气候变化分会场——人类发展的永恒主题论文集[C];2010年
3 袁玉江;魏文寿;Esper Jan;喻树龙;张瑞波;;采点和去趋势方法对新疆天山西部云杉上树线树轮宽度年表相关性及其气候信号的影响[A];第26届中国气象学会年会气候变化分会场论文集[C];2009年
4 邵雪梅;范金梅;;树轮宽资料所指示的川西过去气候变化[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
5 彭剑峰;勾晓华;张永香;;树轮生态学在宽度方面的发展和若干应用研究[A];“土地变化科学与生态建设”学术研讨会论文集[C];2004年
6 梁尔源;邵雪梅;秦宁生;;利用树轮重建青海南部过去290年夏季最低温度变化[A];中国青藏高原研究会2006学术年会论文摘要汇编[C];2006年
7 尚华明;魏文寿;袁玉江;喻树龙;陈霞;张同文;;树轮记录的天山山区中部150a降水变化特征[A];第26届中国气象学会年会气候变化分会场论文集[C];2009年
8 张同文;王丽丽;袁玉江;魏文寿;喻树龙;张瑞波;陈峰;尚华明;范子昂;;利用树轮宽度资料重建天山中段南坡巴仑台地区过去645年来的降水变化[A];第27届中国气象学会年会应对气候变化分会场——人类发展的永恒主题论文集[C];2010年
9 刘洪滨;邵雪梅;;采用树轮年表重建秦岭地区历史时期初春温度变化[A];新世纪气象科技创新与大气科学发展——中国气象学会2003年年会“气候系统与气候变化”分会论文集[C];2003年
10 侯迎;王乃昂;张学敏;李钢;程弘毅;;高频光密度测定法崆峒山地区夏季降水量的重建[A];地理学与生态文明建设——中国地理学会2008年学术年会论文摘要集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 刘峻;南京紫金山树木记下厄尔尼诺现象[N];江苏科技报;2007年
2 马媛媛;树轮与气候息息相关[N];中国气象报;2011年
3 受访嘉宾 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所研究员 杨保 采访人 本报记者 王素琴;树轮如何破解气候密码?[N];中国气象报;2014年
4 实习生 马媛媛;树轮?还是密码?[N];科技日报;2011年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026