透過樹木年輪讀取冷暖變化信息

2021-01-17 中國氣象局

　　今年1月29日，由來自13個國家的45名科學家組成的團隊通過分析樹木年輪和歷史文件並結合氣候模型得出結論，歐洲過去30年的夏季是2000多年來最熱的夏季。德國吉森大學的於爾格·盧特爾巴赫爾教授表示，這種程度的變暖「前所未有」，原因不是火山爆發、太陽活動等自然因素，而是人為結果。
　　這項研究報告指出，羅馬時代到公元3世紀歐洲經歷了暖夏，公元4世紀到7世紀夏季整體相對涼爽，之後變得較暖，14世紀到19世紀是個「小冰川期」，20世紀初以及最近幾十年明顯變暖，研究人員沒有發現任何證據顯示過去兩千年裡有任何一個時期如此溫暖。
　　為什麼通過樹木年輪，就能得到氣候情況的數據呢？樹木生長的快慢與氣候因子之間存在密切的聯繫，樹輪不僅在寬度逐年變化，而且密度亦有顯著差異。在溫帶地區，樹木在一年中生長的時間稱為生長季節。這個生長季節的長度取決於這個特定位置的氣候。在每個生長季節，樹幹變厚，產生一層新的木材叫做樹木的年輪。因為顏色不同，它和下一個生長季節之間有邊界環。在生長季節，樹木生長相對快速而密度較低、顏色較淺。在生長季節結束時，密度較高、顏色較深。
　　據此，不但可以推斷氣候要素的年際變化，還可以了解季節變化、氣候事件發生的早晚和持續時間等。
　　如今年輪已成為科學研究的一個重要領域。樹被稱為活檔案，年輪就是記錄。它不僅說明樹木本身的年齡，還能說明每年的降水量和溫度變化。年輪上可能還記錄了森林大火、早期霜凍以及從周圍環境中吸取的化學成分。因此只要我們知道了如何揭示樹的秘密，它就會向我們訴說從它出世起周圍發生的大量故事。
　　運用年輪的研究成果始於上世紀初，美國學者道格拉斯1901年在一家伐木營地考察那裡樹木的年輪形態，想找出證據說明這些年輪中記錄了以11年為周期的太陽黑子活動。他沒有立即找到證據，但他注意到一個地區和另一個地區的年輪形態似乎別無二致。例如，一個伐木營地新伐的樹木，裡面是兩道薄薄的年輪，外面是三道厚厚的年輪，其他營地新伐的樹木也是這樣。人們可以推斷，這種形態表明前兩年是壞天氣，後三年是好天氣。
　　此外，年輪還記錄了火山爆發、地震等自然現象。聖海倫斯火山爆發時，大量灰塵和氣體進入同溫層，遮住大片陽光。這會使溫度降到冰點以下，給樹內留下一道叫做霜輪的特殊標記。而地震則會給樹造成損害，使樹在以後的一些年中產生較薄的年輪。
　　遺憾的是，只有溫帶樹木能記錄生長季節。所以在冬季，無論氣候出現多麼戲劇性的變化，年輪都不會記錄。在熱帶地區，樹木一年四季都在長，因此沒有真正的明顯的年輪。另一方面，在有些地理位置，年輪記錄是有限的。樹不會長在地球上所有的地方，因此不能用樹木的年輪記錄每個地區和全球生態區位的氣候變化。

（來源：《中國氣象報》2016年5月25日三版 作者：張瑋鷗 責任編輯：王美麗）

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