本文關(guān)鍵詞：中緯度中國—塔吉克斯坦東西向樹輪氣候研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：亞洲中緯度干旱半干旱區(qū)的自然生態(tài)景觀以荒漠(沙漠、戈壁)為主,主要受控于西風環(huán)流的影響,在現(xiàn)代間冰期及近千年來其溫濕配置主要表現(xiàn)出“暖干-冷濕”的氣候組合特征,而過去幾十年該氣候組合發(fā)生變化,更多呈現(xiàn)出“暖濕”的氣候特點。但就總體而言,亞洲中緯度干旱半干旱區(qū)在過去千年-百年-年代際時間尺度氣候(尤其是濕度／降水)都表現(xiàn)出與中緯度東亞季風區(qū)顯著差異的空間格局,稱之為全新世氣候變化的“西風模態(tài)”。由于目前重建的亞洲中緯度干旱半干旱區(qū)近千年來的氣候變化的時空分辨率仍然較低,而現(xiàn)代觀測資料時間有限,因此亟需高分辨率的溫度-濕度重建序列以便更清晰的認識年代際-百年時間尺度上溫濕組合的空間格局特征。另一方面,伴隨著全球變暖的影響,亞洲中緯度干旱半干旱區(qū)的氣溫在過去一個世紀經(jīng)歷了快速上升的一個過程,這導致了影響亞洲中緯度干旱半干旱區(qū)的大氣環(huán)流發(fā)生變化,從而使得區(qū)域氣候的溫濕組合產(chǎn)生了顯著差異。因此,系統(tǒng)地重建過去數(shù)百年亞洲中緯度干旱半干旱區(qū)高分辨率的溫度、濕度序列,分析其變化規(guī)律,并與中緯度東亞季風區(qū)的溫濕特征進行對比研究,無論是對認識年代際-百年時間尺度上中緯度亞洲氣候變化的空間格局差異還是對預(yù)測全球變暖背景下未來一段時間的干旱半干旱區(qū)氣候變化以及可持續(xù)發(fā)展都具有重要的科學意義和參考價值。本文利用來自亞洲中緯度干旱半干旱區(qū)的樹輪寬度和樹輪密度資料,分別重建了過去數(shù)百年亞洲中緯度干旱半干旱區(qū)典型地區(qū)(中國、塔吉克斯坦與吉爾吉斯斯坦)的濕度(降水)和溫度的代用指標,深入分析不同區(qū)域的溫濕組合配置特征和干濕變化的空間格局,并結(jié)合現(xiàn)代氣候數(shù)據(jù)集對不同地區(qū)氣候變化機制進行探討。主要得到了以下結(jié)論1.區(qū)域溫濕組合配置特征首先利用樹輪寬度和樹輪密度分別重建區(qū)域降水／干旱指數(shù)和溫度序列,對比分析區(qū)域溫濕組合特征：(1)位于季風區(qū)西部的甘肅東部黃土高原區(qū)近380年的暖季在年際和年代際尺度上都表現(xiàn)出暖干-冷濕的溫濕組合,并受到了東亞夏季風活動的影響,即當東亞夏季風增強,水汽輸送增強,降水增加,溫度偏低,反之亦然。(2)位于西風季風過渡區(qū)的河西走廊近193年的暖季在年際變化上表現(xiàn)出暖濕-冷干的溫濕組合,但受東亞大陸大氣環(huán)流場和太平洋海溫場變化的影響,在年代際變化上很多時段表現(xiàn)出不同的溫濕組合,尤其以現(xiàn)代暖期和20世紀40-50年暖期最為明顯。(3)新疆北部最近221年的暖季在年際和年代際尺度上都表現(xiàn)出暖干-冷濕的溫濕組合,但自20世紀80年代以來出現(xiàn)了暖濕化趨勢�？傮w而言,亞洲中緯度干旱半干旱區(qū)的暖季溫濕組合在近200年來在年代際尺度上是以暖干-冷濕為主。2.中吉塔三國東西向干濕變化空間格局(1)對比位于季風區(qū)西部的河西走廊和黃土高原區(qū)干濕變化序列與季風區(qū)東部的山東油松樹輪寬度序列,發(fā)現(xiàn)它們在年際變化上表現(xiàn)弱正相關(guān),但在年代際變化上表現(xiàn)出較強一致性。因此,季風區(qū)東部和西部干濕變化是以同位相變化為主。(2)河西走廊和甘肅東部黃土高原區(qū)的近兩個世紀的干濕變化在年際變化上具有良好一致性,并對于中國西北干旱區(qū)極端干旱事件有著良好響應(yīng),但同時在年代際尺度上一些時段存在差異,產(chǎn)生差異的重要原因可能是西風夏季風交互作用影響。(3)新疆北部不同地區(qū)既有很強公共干濕變化信號,也存在區(qū)域差異,最為明顯的是天山東端和天山中西部,近30年來,在天山中西部和阿爾泰山出現(xiàn)變濕趨勢的同時,天山東端卻出現(xiàn)出現(xiàn)了變干趨勢,同時天山東端干濕變化也與季風區(qū)干濕變化的關(guān)聯(lián)更為緊密,天山東端很可能是中緯度亞洲干旱半干旱區(qū)的一個重要地理分界線。 (4)吉爾吉斯斯坦和塔吉克斯坦的阿賴山脈干濕變化與天山中部的干濕變化在年代際上存在較強一致性,都共同指示了20世紀中亞變濕趨勢的存在,而與蒙古國干濕變化更多地表現(xiàn)出了反位相變化,特別是1211-1225年,伴隨著蒙古國中部相對濕潤的氣候,成吉思汗的蒙古帝國開始崛起,但在中亞地區(qū)這一時段卻呈現(xiàn)出變干的趨勢,惡劣的氣候使得農(nóng)業(yè)歉收,削弱了西遼和花剌子模對蒙古帝國入侵的抵抗能力。3.區(qū)域干濕變化驅(qū)動機理由于地理位置的差異,中緯度亞洲干旱半干旱區(qū)不同區(qū)域干濕變化驅(qū)動機理存在一定差異：(1)天山西部干濕變化與北大西洋、印度洋海溫變化存在顯著正相關(guān),進一步分析發(fā)現(xiàn)天山西部的干濕變化與受北大西洋濤動所驅(qū)動的西風環(huán)流在長期變化上存在顯著關(guān)聯(lián),即當北大西洋海溫偏高,NAO處于負相位,中緯度西風得到增強,與此同時,整個西伯利亞地區(qū)高度場負異常、青藏高原出現(xiàn)正異常,造成氣壓梯度增大,將來自阿拉伯海和地中海的水汽更多地向中亞地區(qū)輸送,反之亦然。天山中西部最近30年暖濕化趨勢很有可能受這種機制和全球變暖的雙重影響。(2)包括阿爾泰山在內(nèi)北亞森林南緣的干濕變化具有很強一致性,而空間相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)阿爾泰山降水變化與太平洋熱帶海區(qū)海溫存在顯著正相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn),在偏濕年份,盛行西風和東北風,來自北半球高緯度海區(qū)和太平洋的水汽能夠深入內(nèi)陸,隨之而來的冷暖氣團交匯能夠帶來更多的降水,從而有利于樹木生長,形成較寬的樹輪,反之亦然。(3)塔吉克斯坦和吉爾吉斯斯坦交界的阿賴山脈干濕變化與熱帶印度洋海區(qū)海溫存在顯著正相關(guān),這說明熱帶印度洋可能是阿賴山脈水汽來源,而20世紀的阿賴山脈變濕趨勢也可能與海溫異常上升有關(guān)。相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)阿賴山脈PDSI重建序列與南亞夏季風指數(shù)在年代際變化上存在顯著正相關(guān),進一步研究表明在偏濕年份,增強的南亞夏季風氣流越過阿拉伯半島和伊朗高原,在盛行西風的作用夏,更多來自印度洋水汽進入中亞內(nèi)陸地區(qū),大氣中的可降水量增加,降水增多,改善研究區(qū)土壤濕度,促進樹木生長,反之亦然。4.中國西北干旱區(qū)溫度變化的因子研究發(fā)現(xiàn)新疆北部與吉爾吉斯斯坦、河西走廊的溫度重建序列存在顯著相關(guān),這為中緯度亞洲干旱半干旱區(qū)大范圍溫度重建奠定了基礎(chǔ)。同時,研究還表明在西風環(huán)流作用下,太陽黑子活動、火山噴發(fā)、北大西洋海溫對于中緯度亞洲干旱半干旱區(qū)溫度變化具有顯著影響。在有大規(guī)�；鹕絿姲l(fā)的年份,中緯度亞洲干旱半干旱區(qū)溫度平均下降0.4-0.6℃,同時在西風環(huán)流作用下,來自西風帶的火山噴發(fā)影響要大于熱帶的火山噴發(fā)影響,特別是1783年冰島Laki火山噴發(fā),為最近三個世紀以來最冷的年份�？臻g相關(guān)發(fā)現(xiàn)新疆北部地區(qū)溫度變化與中高緯北大西洋和太平洋海溫存在顯著正相關(guān),當中緯度西風輸送能力增強,更多濕潤云和水汽的東移,使得中亞西風區(qū)上游歐洲北大西洋沿岸地區(qū)云量減少,使得新疆北部地區(qū)云量增加,導致大氣可降水量增加,降水增多,溫度下降,反之亦然。5.中國東部季風區(qū)干濕變化的空間格局結(jié)合樹輪資料和器測資料證實中國東部季風區(qū)在年代際變化上存在南北向三極型分布格局。同時,相關(guān)分發(fā)現(xiàn)華南地區(qū)干濕變化與東亞夏季風存在顯著正相關(guān),并受到了ENSO活動影響,即在偏濕年份,海溫分布型表現(xiàn)出典型的拉尼娜現(xiàn)象,即太平洋海溫的東低西高,東亞夏季風較強,西太平洋副高的位置偏北,來自低緯西太平洋的水汽輸送增強,緩解了季風旱季的干旱脅迫加劇,有利于樹木生長；在偏干年份,海溫分布型表現(xiàn)出典型的厄爾尼諾現(xiàn)象,即太平洋海溫的東高西低,東亞夏季風偏弱,來自來自低緯西太平洋的水汽輸送減少,導致降水量減少,使得季風旱季的干旱脅迫加劇,不利于樹木生長。這一研究證實了在中國東部地區(qū)進行樹輪干濕氣候重建研究是可行的,并具有很大研究潛力。
【關(guān)鍵詞】：亞洲中緯度干旱半干旱區(qū) 樹輪 氣候重建 時空變化 氣候機制
【學位授予單位】：蘭州大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P467
【目錄】：

• 中文摘要5-9
• Abstract9-16
• 第一章 緒論16-26
• 第一節(jié) 中東亞樹輪氣候研究進展17-22
• 1.1.1 亞洲大陸東半部氣候區(qū)劃17-18
• 1.1.2 “季風亞洲”樹輪氣候研究進展18-21
• 1.1.3 “西風亞洲”樹輪氣候研究進展21-22
• 1.1.4 東北亞樹輪氣候研究進展22
• 第二節(jié) 中國樹輪密度研究進展22-23
• 第三節(jié) 選題依據(jù)和論文結(jié)構(gòu)23-26
• 1.3.1 選題依據(jù)23-24
• 1.3.2 論文結(jié)構(gòu)24-26
• 第二章 研究區(qū)概況與研究方法26-37
• 第一節(jié) 研究區(qū)自然地理概況26-28
• 第二節(jié) 樹輪資料28-32
• 2.2.1 甘肅樹輪資料28-29
• 2.2.2 新疆北部樹輪資料29-30
• 2.2.3 吉爾吉斯斯坦和塔吉克斯坦樹輪資料30-32
• 2.2.4 中國季風區(qū)東南部樹輪資料32
• 第三節(jié) 氣象數(shù)據(jù)與研究方法32-37
• 2.3.1 樹輪實驗方法和樹輪年表的建立32-35
• 2.3.2 氣象數(shù)據(jù)和分析方法35-37
• 第三章 樹輪氣候重建結(jié)果37-74
• 第一節(jié) 甘肅樹輪氣候序列的建立37-48
• 3.1.1 河西走廊樹輪氣候序列的建立及其變化特征37-44
• 3.1.2 甘肅黃土高原區(qū)樹輪氣候序列的建立及其變化特征44-48
• 第二節(jié) 新疆北部樹輪氣候重建48-62
• 3.2.1 新疆北部干濕變化序列的建立及其變化特征48-58
• 3.2.2 新疆北部暖季溫度重建及其變化特征58-62
• 第三節(jié) 吉爾吉斯斯坦和塔吉克斯坦樹輪氣候重建62-68
• 3.3.1 吉爾吉斯斯坦夏季溫度序列的建立及其變化特征62-65
• 3.3.2 吉爾吉斯斯坦和塔吉克斯坦干濕變化序列的建立65-68
• 第四節(jié) 福建中部干濕變化重建68-72
• 第五節(jié) 小結(jié)72-74
• 第四章 討論74-98
• 第一節(jié) 區(qū)域溫濕組合特征變化74-79
• 4.1.1 甘肅河西走廊溫濕組合變化74-76
• 4.1.2 甘肅東部黃土高原區(qū)溫濕組合變化76-78
• 4.1.3 中亞溫濕組合變化78-79
• 第二節(jié) 中吉塔東西向干濕變化空間格局及區(qū)域干濕變化驅(qū)動機制79-90
• 4.2.1 中吉塔東西向干濕變化空間格局79-84
• 4.2.2 中亞干旱區(qū)區(qū)域干濕變化驅(qū)動機制84-90
• 第三節(jié) 中國西北干旱區(qū)溫度變化的影響因子90-93
• 第四節(jié) 中國東部季風區(qū)干濕變化南北向空間分布93-96
• 第五節(jié) 小結(jié)96-98
• 第五章 結(jié)論與展望98-101
• 第一節(jié) 主要結(jié)論98-99
• 第二節(jié) 問題與展望99-101
• 參考文獻101-114
• 在學期間的研究成果114-119
• 個人簡歷119-121
• 致謝121-122

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：486319