云南中西部干旱变化的树轮记录研究

发布时间：2020-11-01 22:36

　　 干旱作为人类历史上最广泛且最严重的自然灾害,对经济、农业、生活、生态都有着显著的影响。干旱是水分供需关系的不平衡,在湿润半湿润地区仍旧显著,我国西南地区历来是干旱频发的区域之一,西南边陲的云南更是一个干旱较严重的中心。季风系统的影响加之复杂的地形地貌,云南的干旱具有明显的季节性,复杂的区域性。在全球升温背景下,开展对云南地区干旱的研究,了解其变化趋势与特征就显得更具意义。鉴于气象观测资料长度不足,阻碍了我们在长时间尺度上分析干旱的变化特征,因而考虑借助高分辨率的树轮代用资料进行区域干旱研究。云南的树轮-气候研究密集于横断山滇西北三省交界区,树轮样点分布极不均匀,广大的云南其他地区处于树轮研究空白区。本文选择青藏高原与云贵高原两大地形单元的结合部作为研究区,位置上属于云南的中西部,我们首先在更靠近云贵高原的云南中部无量山地区利用云南铁杉树轮宽度重建了过去140年干季(11月至4月)区域标准化降水蒸散指数SPEI1,这也是该地区的第一例树轮气候重建,据此分析了无量山地区干湿历史及其特征,并尝试进一步探究区域干湿变化与大尺度环流系统的关系;其次,利用无量山云南铁杉树轮中频繁而稳定出现的结构“异常”现象——年内密度波动(也称作伪轮、双轮等),本文建立了年内密度波动年表,并分析其形成的环境因素及气候应用;最后,我们在更靠近青藏高原的横断山中南部云岭山脉,基于两个气候响应模式和响应时间更一致的云南铁杉年表,重建云岭地区春季干旱,并与周围地区基于树轮的水分重建进行对比分析。主要结论如下:无量山干季重建结果显示,1888-1908年、1948-1965年为持续的较干旱时期,1876-1887为持续的较湿润时期,1950s-1960s是重建期内最干旱的时期。1976-1997年是重建期内无量山地区气候干湿高频波动强度和幅度最大的时期,实际上这种气候波动增强可能从20世纪60年代早期就已开始,极端干湿年也集中出现在20世纪后半叶,近几十年云南中部气候变率增强、极端气候发生频率增加可能与全球变暖有关。云南干季干湿变化与南支槽的强弱有关,在大范围环流背景下,研究区气候则与NAO和AO有关,其中AO的影响可能更为显著,西风系统对该地区干季气候具有重要的影响。无量山树轮密度年内波动(Intra-annual density fluctuations,IADFs)主要发生于早材,4、5、6月持续的温度偏高,5月降水偏少以及7月降水偏多的气候模式十分有利于IADFs的形成,其中5月的高温少雨和7月的多雨气候起着关键作用。生长季前期尤其是5月的干旱胁迫,使得形成层活动减缓甚至停止,形成类似晚材的密度较大的细胞,而生长季中期(7月)气候适宜,形成层重新开始活动,继续早材的生长,最终导致早材内的密度波动。5月的干旱对IADFs的形成至关重要,而5月的雨量是云南雨季开始早晚的重要指示,因此基于树轮的IADFs发生频率可作为历史上云南雨季开始时间的参考记录。基于两个云南铁杉、一个云南松轮宽年表的气候响应结果:可利用水分是云岭地区树木径向生长主要的限制因子。据此,将响应时间和模式更一致的两个铁杉年表合成为云岭区域年表,并重建了云岭地区4-5月PDSI。1953-1962,2005至今为区域持续的较干旱时期,而1856-1865,1874-1894则是持续的较湿润时期,湿润期都出现在20世纪之前,而干旱期都出现在1950s之后,区域气候整体存在变干趋势;云岭地区的极端干湿年份集中于1950s之后,区域干湿状况自1950s之后高频波动加剧,变幅增大,极端干湿年份的发生频率大大增加。这与云南中部的重建特征一致,表明与大范围升温有关的气候变率增大具有季节和区域的普遍性。与研究区周围基于树轮的水分重建序列对比显示,1960s以来,云岭干湿波动趋势与周围地区的一致性增强,但20世纪末至今横断山中北段和藏南地区均处于湿润状态,且这种湿润程度超过以往任何时期,而研究区及其所在的横断山偏南段却处于干旱状态,表明近几十年横断山南北对气候变化的响应程度可能存在差异。
【学位单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：P426.616
【部分图文】：

第二章 研究区概况2.1 自然地理概况云南地处我国的西南边陲，西面至南面与缅甸、老挝、越南相邻，西北至北面分别与青藏高原东南部、四川盆地边缘山地相连，东与广西盆地、贵州高相靠，北回归线横穿其中。云南地势呈西北高东南低，云岭及其向南延伸的哀山将云南大致分为东西两大地形区，西部是青藏高原向南延伸的横断山纵向岭区，东部是云贵高原的主体，也称为云南高原，属典型低纬高原。本文的研究位于云南中西部，地形上属于云南西部地形区，地处我国第一大高原青藏高原南和我国第二大高原云贵高原以西，属两大地形单元的结合部。西北部的横断主体，高黎贡山、怒山、云岭等巨大山脉耸立，高山峡谷相间，海拔相对高差大，南部、西南部至边境分布有横断山云岭、怒山和高黎贡山的余脉，往南地逐渐平缓开阔，海拔最低处仅 76m，其中云岭两大余脉——无量山和哀牢山横于云南中部，成为重要的地理分界线(秦剑, 2000)。

云南由南至北分为 7 个气候带，从南部西双版纳地区的北热带逐渐过渡庆等地的北温带，而地形的影响又使得气候带呈破碎分散性分布（程建）。云南尤其是研究区的中西部地区，山高谷深，山地相对高差大，气方向上的变化复杂多样。根据云南 31 个国家基准气象站的月温度和月降水数据，将气象站的年降水量插值到空间上（气象数据多从 1950s 开始），结果显示，云南全量分布南多北少，西多东少，大致由西南向东北逐渐递减，降水最丰沛南部的西双版纳，最高可超过 1600mm，而年降水量最少的昭通、曲靖明北部是 800mm 左右，大致是西双版纳地区的一半（图 2.2）。温度的比降水要复杂得多，总体来说，南部温度比北部高，除楚雄州至红河州南中部外，东部的云南高原、西部的横断山地区年均温度大致都是由南降低。整个云南有四个高温中心：楚雄州北部，思茅地区、红河州和昆地区，西双版纳，以及德宏州和临沧地区西部，年均温超过 20℃，低滇西北横断山与川藏接壤地区，年均温只有 5℃左右，也就是说云南的温差可达近 30℃，温度的空间差异很大（图 2.3）。

云南年均温度空间分布
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本文编号：2866200