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天气科普知识:树木年轮,气候变化的年鉴

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4月10日至18日,第三届亚洲树木年轮会议在伊朗首都召开,本次会议的主题是“气候变化与树木年轮”,来自亚洲、欧洲、南美等国家的专家学者参加了此次会议,中国气象专家也参加了此次会议。那么,人们不仅要问了,气候变化与树木年轮,看似风马牛不相及的两件事物,又有何内在相关性呢?

天气科普知识:树木年轮,气候变化的年鉴

日常生活中,刚把树木锯倒以后,我们可以看到一个有趣的现象,在树墩的横断面上,有一圈圈色泽不一、大大小小的同心环纹。这些同心环纹就是树木的“年轮”。树木年轮学研究表明,一个年轮,代表着树木经历了所生长环境的一个周期的变化,通常气候是一年一个变化周期,所以年轮也就代表着一年中生长的情况。根据年轮的数目,可以推知树木的年龄,用来考查森林的年代。年轮不仅可用来计算树木的年龄,更重要的是从年轮的宽窄,还可以了解树木的经历以及树木与当时当地环境气候的关系。

20xx年1月14日出版的《科学》(Science)杂志一篇树木年轮学的论文作者分析了近9000份树木年轮,这些数据大部分取自过去30年里考古学家们收集的信息。研究表明,温和的夏天可能是罗马帝国兴盛的关键原因;而持续干旱、寒潮等其他气候变化,则可能在历史动荡中起到了一定作用。从蛮族入侵导致的罗马衰亡,到横扫了中世纪大半个欧洲的黑死病,都是一些典型的案例。

树木年轮学研究指出,在优越的气候条件下,树木生长得好,木质部增加得多,年轮也就较宽;反之年轮就窄。比如,树木最初的年轮一般比较宽,这表示那时它年轻力壮,生长力强;有时一棵树在出现了很多窄的年轮以后,突然出现有宽的年轮,这表明在年轮宽的那几年,环境气候适宜,对树木生长有利。另外,还有偏心的年轮,那就说明树木两边环境不同,通常在北半球朝南的一面较朝北的一面温暖,所以朝南的一面年轮较宽。地球上气温冷暖的变化,大致有一个200 年一循环的周期。通过对1900~1960年间年轮变化的研究,发现在220xx年的大周期内,还存在33年、72年、92年、111 年的气候变化小周期,它们大多是11~11.5周期的倍数。而20xx年,刚好是太阳黑子活动的周期,这也表明,太阳的活动已经直接影响到地球气温的变化。

可见,树木年轮不仅是树木生长的“年谱 ,它不只记录了树木自身的年龄,还记载下环境和气候等综合外界因子对树木生长的影响,如光照、水分、温度、土壤条件及生物之间的作用等。现代研究还表明, 树木年轮可记录环境污染及大气成分变化、地震、火山爆发等。所有这些都是通过年轮形态及结构的变异被记录下来的。 可以说,树木年轮是一部环境气候“年鉴”。这里需要注意一点,并不是各种树木都有年轮,有些树木就不表现年轮,热带树种很多就分辨不出年轮。此外有人对气候与年轮的相关性仍持怀疑或保守的态度。加之在分析年轮的时候,要排除各种伪(假年轮)或其它干扰,因此,关于树木年轮的研究还有许多待研究的问题。(文/孙彦)