天氣科普知識(shí):樹(shù)木年輪,氣候變化的年鑒
4月10日至18日,第三屆亞洲樹(shù)木年輪會(huì)議在伊朗首都召開(kāi),本次會(huì)議的主題是“氣候變化與樹(shù)木年輪”,來(lái)自亞洲、歐洲、南美等國(guó)家的專家學(xué)者參加了此次會(huì)議,中國(guó)氣象專家也參加了此次會(huì)議。那么,人們不僅要問(wèn)了,氣候變化與樹(shù)木年輪,看似風(fēng)馬牛不相及的兩件事物,又有何內(nèi)在相關(guān)性呢?
日常生活中,剛把樹(shù)木鋸倒以后,我們可以看到一個(gè)有趣的現(xiàn)象,在樹(shù)墩的橫斷面上,有一圈圈色澤不一、大大小小的同心環(huán)紋。這些同心環(huán)紋就是樹(shù)木的“年輪”。樹(shù)木年輪學(xué)研究表明,一個(gè)年輪,代表著樹(shù)木經(jīng)歷了所生長(zhǎng)環(huán)境的一個(gè)周期的變化,通常氣候是一年一個(gè)變化周期,所以年輪也就代表著一年中生長(zhǎng)的情況。根據(jù)年輪的數(shù)目,可以推知樹(shù)木的年齡,用來(lái)考查森林的年代。年輪不僅可用來(lái)計(jì)算樹(shù)木的年齡,更重要的是從年輪的寬窄,還可以了解樹(shù)木的經(jīng)歷以及樹(shù)木與當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)丨h(huán)境氣候的關(guān)系。
2011年1月14日出版的《科學(xué)》(Science)雜志一篇樹(shù)木年輪學(xué)的論文作者分析了近9000份樹(shù)木年輪,這些數(shù)據(jù)大部分取自過(guò)去30年里考古學(xué)家們收集的信息。研究表明,溫和的夏天可能是羅馬帝國(guó)興盛的關(guān)鍵原因;而持續(xù)干旱、寒潮等其他氣候變化,則可能在歷史動(dòng)蕩中起到了一定作用。從蠻族入侵導(dǎo)致的羅馬衰亡,到橫掃了中世紀(jì)大半個(gè)歐洲的黑死病,都是一些典型的案例。
樹(shù)木年輪學(xué)研究指出,在優(yōu)越的氣候條件下,樹(shù)木生長(zhǎng)得好,木質(zhì)部增加得多,年輪也就較寬;反之年輪就窄。比如,樹(shù)木最初的年輪一般比較寬,這表示那時(shí)它年輕力壯,生長(zhǎng)力強(qiáng);有時(shí)一棵樹(shù)在出現(xiàn)了很多窄的年輪以后,突然出現(xiàn)有寬的年輪,這表明在年輪寬的那幾年,環(huán)境氣候適宜,對(duì)樹(shù)木生長(zhǎng)有利。另外,還有偏心的年輪,那就說(shuō)明樹(shù)木兩邊環(huán)境不同,通常在北半球朝南的一面較朝北的一面溫暖,所以朝南的一面年輪較寬。地球上氣溫冷暖的變化,大致有一個(gè)200 年一循環(huán)的周期。通過(guò)對(duì)1900~1960年間年輪變化的研究,發(fā)現(xiàn)在200年的大周期內(nèi),還存在33年、72年、92年、111 年的氣候變化小周期,它們大多是11~11.5周期的倍數(shù)。而11年,剛好是太陽(yáng)黑子活動(dòng)的周期,這也表明,太陽(yáng)的活動(dòng)已經(jīng)直接影響到地球氣溫的變化。
可見(jiàn),樹(shù)木年輪不僅是樹(shù)木生長(zhǎng)的“年譜 ,它不只記錄了樹(shù)木自身的年齡,還記載下環(huán)境和氣候等綜合外界因子對(duì)樹(shù)木生長(zhǎng)的影響,如光照、水分、溫度、土壤條件及生物之間的作用等。現(xiàn)代研究還表明, 樹(shù)木年輪可記錄環(huán)境污染及大氣成分變化、地震、火山爆發(fā)等。所有這些都是通過(guò)年輪形態(tài)及結(jié)構(gòu)的變異被記錄下來(lái)的。 可以說(shuō),樹(shù)木年輪是一部環(huán)境氣候“年鑒”。這里需要注意一點(diǎn),并不是各種樹(shù)木都有年輪,有些樹(shù)木就不表現(xiàn)年輪,熱帶樹(shù)種很多就分辨不出年輪。此外有人對(duì)氣候與年輪的相關(guān)性仍持懷疑或保守的態(tài)度。加之在分析年輪的時(shí)候,要排除各種偽(假年輪)或其它干擾,因此,關(guān)于樹(shù)木年輪的研究還有許多待研究的問(wèn)題。(文/孫彥)
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