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

摘要

巴仑台位于天山中段南坡的沟谷地带,是开展气候变化研究的敏感区之一.20世纪70年代起至今,一些学者在天山开展了大量的树轮研究.但目前在天山中段南坡仅开展了树轮宽度年表特征及其气候响应的研究,而过去气候长序列的重建研究尚未开展.本文以巴仑台地区为研究区域,针对当前气候变化研究的需求,利用该地区的树轮宽度资料,重建这一地区气候长序列并分析其变化特点.本研究的开展将有助于深入理解巴仑台地区气候变化规律及其在全球变暖背景下的区域响应.同时,本研究对新疆地区树轮资料库的完善也有重要意义.在分析树木生长对气候要素响应的基础上,利用采自天山中段南坡夫斯坦沟的雪岭云杉树轮宽度年表,重建了巴仑台地区1360~2004AD当年7月至次年6月的降水量序列,方差解释量达53%(调整自由度后为52%).交叉检验结果表明重建方程稳定可信.过去645a以来,巴仑台地区降水量大体经历了12个偏少阶段(1370?~1396AD、1442~1469AD、1501~1539AD、1565~1586AD、1619~1652AD、1679~1688AD、1707~1728AD、1755~1788AD、1811~1836AD、1863~1886AD、1907~1918AD、1940~1987AD)和12个偏多阶段(1397~1441AD、1470~1500AD、1540~1564AD、1587~1618AD、1653~1678AD、1689~1706AD、1729~1754AD、1789~1810AD、1837~1862AD、1887~1906AD、1919~1939AD、1988~1994?AD).降水量最少阶段出现在1442~1469年,比降水量重建序列平均值偏低4.7%;降水量最多阶段出现在1837~1862AD,比降水量重建序列平均值偏高6.2%.最长偏少阶段为1940~1987AD,持续年数为48a;最长偏多阶段为1397~1441AD,持续年数为45a.周期分析结果表明,巴仑台地区降水量重建序列存在10.7~11、6.7和2.1a的显著准周期及16.5~17.2和2.4~6.6a的较显著准周期.其中,10.7~11a的显著准周期与太阳黑子活动周期以及袁林所发现的西北干旱灾害的11a准周期相符;6.7a的显著准周期和2.4~6.6a的较显著准周期可能与ENSO的变化有关;2.1a显著准周期则与气象学上的"准两年震荡"(QBO)相一致.以上结果表明,巴仑台地区降水量不仅含有局部的区域气候信号,同时也受到全球大尺度气候变化的影响.突变检验结果表明,巴仑台地区降水量重建序列在1496AD前后发生了由少向多的突变.这与邵雪梅等发现15世纪后期是柴达木盆地东北部最干旱且干旱持续时间最长的时期,而该地区降水量在接下来的16世纪初开始显著增加并在16世纪后期达到近1437a来最高水平的研究结果吻合.