一种相对较新的年轮分析方法使研究人员能够重建自公元 1269 年以来蒙古的气温。新的重建证实,自 1990 年代以来,夏季气温是该地区过去八个世纪以来最温暖的。
该研究发表在《地球物理研究快报》上,由哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站的兼职高级研究科学家 Nicole Davi 领导。
中亚是地球上变暖最快的地方之一。仅在过去的 15 年中,夏季气温就升高了 1.59 摄氏度,即接近 3 华氏度——几乎是全球平均气温的三倍。在同一时期,该地区遭受了极端和长期干旱。
迄今为止,中亚只有少数长期气候记录可以帮助将这些趋势纳入背景。分析树木的年轮可以告诉科学家关于过去数百年或数千年的温度和降水模式,但该地区适当的老树和原木可能难以采样,部分原因是它们地处偏远。
该地区树木年轮数据的稀缺性使得新的重建工作显得尤为重要。为了创建它,戴维和她的同事分析了最初在 1998 年和 2005 年收集的树木年轮核心,用于由她的导师戈登雅各比领导的一个项目,戈登雅各比是拉蒙特树木年轮实验室的联合创始人。雅各比一直试图使用环宽度重建该地区的温度历史,但数据不够强大,因此他将其搁置一旁。在雅各比于 2014 年去世之前,戴维要求获得接管该项目的许可。
样本来自蒙古西部的几个高海拔森林。“人们认为它是这个广阔的草原系统,但全国各地都有一些非凡的古老森林,而且非常原始,”戴维说。她补充说,这些地点非常偏远。“到达这些森林是一次相当大的探险。”
核心来自可追溯到 400 到 500 年的活的西伯利亚落叶松树和残木——由于寒冷和干燥的条件,已经倒下但没有腐烂的古树。Davi 说:“当我们发现废弃木材时,这非常令人兴奋,因为我们知道我们可以追溯到更远的时间。”
她想充分利用样品,由于环宽模型还没有完成,团队决定尝试一种不同的分析方法:测量木材的密度。这是通过取一根非常薄的树核——比人的头发还细——并通过它照射光线来完成的。更多的光将穿透密度较小的环,密度较小的环表示较冷的生长条件。Davi 和她的团队尝试了这种方法,但不幸的是,她说:“它很昂贵,需要很多时间,而且破坏性很大。它会破坏核心,我们无法得到我们需要的东西。”
最后,该团队转向了一种较新的方法,该方法于几年前投入使用,并显示出令人鼓舞的结果。该方法被称为 delta 蓝强度,该方法着眼于与较浅的早期木材相比,每个环在其晚材(生长季节后期形成的较暗带)中反射蓝光的程度。由于较冷的条件而产生的密度较小的木材吸收较少的蓝光。
来自 delta 蓝光技术的更强结果使该团队能够建立该地区从 1269 年到 2004 年的夏季气温模型 重建与可追溯到 1950 年代的地区气象站的数据以及相关的降温事件相匹配伴随着几次大规模的火山喷发。
对戴维来说,发表这些发现对个人来说意义重大。“戈登雅各比是我的博士生导师、导师和朋友,”她说。“我们一起进行实地考察,经历了很多冒险。结束他开始的一些研究肯定感觉很好。”
Davi 说,这些发现支持 delta 蓝强度方法在提高我们对过去气候的理解方面的潜力越来越大。他们还将中亚的变暖纳入背景,并加强预测,根据该预测,到本世纪末,该地区预计将再变暖 3 至 6 摄氏度(5.4 至 10.8 华氏度)。快速变暖已经在损害脆弱的生态系统,并给传统上构成蒙古经济支柱的牧民造成毁灭性的牲畜损失。
“这对蒙古的生计意味着什么?”戴维问道。“这是一种主要的农业文化。有些人生活在城市,但也有些人是游牧民族,几千年来一直以同样的方式生活。这种重建无疑为过去几十年的变暖和全球气候模型增加了背景,显示了它在未来的样子。”
该文件建议继续投资于基础设施和气候适应计划,例如基于指数的牲畜保险,以帮助社区应对不断变化的条件。