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Nat Com:中科院植物所张齐兵研究组从树木年轮中揭示青藏高原水分条件的空间差异历史

摘要 : 8月21日在Nature Communications期刊上发表植物所张齐兵研究组题为“Moisture Dipole over the Tibetan Plateau during the past five and a half centuries”的文章,文章从从树木年轮中揭示青藏高原水分条件的空间差异历史。

8月21日在Nature Communications期刊上发表植物所张齐兵研究组题为“Moisture Dipole over the Tibetan Plateau during the past five and a half centuries”的文章,文章从从树木年轮中揭示青藏高原水分条件的空间差异历史。研究得到了国家自然科学基金重点项目和面上项目的资助。文章合作作者有美国马里兰大学(University of Maryland)的Michael Evans教授和中科院植物所的吕利新助理研究员。张齐兵研究组近两年在青藏高原树木年轮学的相关研究成果还发表在Journal of Geophysical Research: Atmosphere(2014, Vol.119: 11578-11592)和Global and Planetary Change(2014, Vol.123: 27-35)等期刊上。

青藏高原地表水文条件的长期历史资料对认识高原水资源的调控因子具有重要意义。近几十年的资料可由气象和水文站观测获得,更早时间的资料则依赖于树木年轮等古气候代用指标。然而,从树木年轮中准确解译出青藏高原大尺度空间的水文信息十分不易。一方面,原始森林不均匀地分布在高原的偏远山区,大面积且年龄较老的树木年轮样本不易获得;另一方面,树木生长受到高原上山地小气候等多因素的影响,给提取树木年轮中的区域水文信号带来难度。中科院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室张齐兵研究组通过树木年轮学研究发现,过去五个半世纪中青藏高原5-6月水分条件存在南北差异,在公元1463-1502年和1693-1734年间有显著的“南湿北旱”现象。

张齐兵研究组在过去10多年间,对青藏高原开展了多次野外考察,积累了大量第一手树木年轮样本,利用树木年轮学交叉定年技术建立了系统的树轮资料库。研究人员运用统计学和树木生长模型筛选出了对5-6月地表水分条件(以干旱指数PDSI来表示)敏感且同为刺柏属的23个树轮年表,发现北纬33度以北的9个树轮年表和以南的14个树轮年表分别具有相同的聚类特征;合成后的北部和南部区域树轮年表分别包含着较强的5-6月PDSI区域信号,依此重建了北部和南部5-6月PDSI在过去五个半世纪的变化历史;通过南北对比,发现了历史上两个显著的持续“南湿北旱”时段。

该研究提供了青藏高原东部在过去五个半世纪中水分条件的第一手空间数据,发现了南北差异显著的两个特殊时段。研究结果有助于进一步理解西风环流和西南季风在影响青藏高原水资源变化中的相互作用,也对认识高原森林生态过程的时空格局具有潜在促进作用。

青藏高原23个树轮点分布

过去五个半世纪青藏高原北区和南区5-6月干旱指数(PDSI)变化历史

(黄色为20年平滑曲线,红色为树轮年表的组成数量,绿色为两个特殊时段)

原文链接:

Moisture Dipole over the Tibetan Plateau during the past five and a half centuries

原文摘要:

The South Asian Monsoon and mid-latitude Westerlies are two important controls on Tibetan Plateau (TP) fresh water resources. Understanding their interaction requires long-term information on spatial patterns in moisture variability on the TP. Here we develop a network of 23 moisture-sensitive tree-ring chronologies from major juniper forests in a north–south transect on the eastern TP. Over the past five and a half centuries, we find that these chronologies cluster into two groups, North and South, of ~33° N. Southern and northern regional chronology subsets are positively and significantly correlated with May–June Palmer Drought Severity Indices (PDSI). The meridional moisture stress gradient reconstructed from these data suggests substantial stochastic variation, yet persistent moisture stress differences are observed between 1463–1502 CE and 1693–1734 CE. Identification of these patterns provides clues linking them with forced or intrinsic tropical–extratropical interactions and thus facilitates studies of interannual–decadal dipole variations in hydroclimate over the TP.

来源: Nature Communications 浏览次数:0

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