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晓朝的博客

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树干中的“气候密码”  

2016-10-24 07:27:10|  分类: 科技环保 |  标签: |举报 |字号 订阅

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树干中的“气候密码”

来源: 中国天气网新疆站 编辑:关禺

 树干中的“气候密码” - 晓朝 - 晓朝的博客

1、研究气候变化是需要获得很大时间跨度的各种气候数据资料,如果仅从有气象记录以来...

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2、样本库中存放的圆盘树轮样本。(摄影:关禺)

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3、记者在观察树轮样本。(摄影:关禺)

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4、随着设备的更新,现在树轮样本的采集已经实现了“无损化”,通过使用生长锥抽取树芯进行样本收集,即保护树木,又便于携带和保存。图为树芯采集工具生长锥。(摄影:关禺)

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5、生长锥的前端是很锋利的空心钻头,在钻破树木表面以后,可以在保留树芯的前提下,随着把手的转动向树木芯部进一步深入,最后取出完整的树芯样本。(摄影:关禺)

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6、带回实验室的样本要经过干燥,粘贴在样本槽中,然后进行打磨,使得样本表面光滑,便于进一步的观察。图为打磨好的样本。

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7、图为样芯上的年轮标识,年轮标识是从样本最外轮向髓芯数,每到公元整十年,做一记号如 1990年、1980年、1970年……做出[.]标志,到公元整五十年,做出[:]标志,到公元整一百年,做出[┇]标志。并记录样本总长度。(摄影:关禺)

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8、图为工作人员正在4X10倍显微镜下对树轮宽度进行测量。(摄影:关禺)

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9、图为显微镜下的树轮。(摄影:关禺)

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10、图为显微镜下的树轮。(摄影:关禺)

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11、图为显微镜下被染色的细胞。(摄影:关禺)

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12、图为对树轮图像进行电脑分析。(摄影:关禺)    

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13、通过可见光对样本进行观察是第一步,在经过对样本的切片,拍摄X光,冲洗后,可以通过仪器对树轮密度进行测定。(摄影:关禺)

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14、图为样本的X光片。(摄影:关禺)

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15、图为屏幕上显示的树轮密度。(摄影:关禺)

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16、图为准备测定碳同位素的树轮样本。(摄影:关禺)

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17、图为样芯储存柜。(摄影:关禺)


延伸阅读


研究气候变化是需要获得很大时间跨度的各种气候数据资料,如果仅从有气象记录以来的数据作为基础,是不够严谨的,可是如何获得近百年甚至上千年的气候趋势和气象数据呢?答案就在我们每个人都见过的树木的年轮中。

 

树轮年代学(Dendrochronology),也叫树轮定年(Tree–ring Dating),是对树木年轮年代序列的研究,科学的树轮年代学是美国的天文学者道格拉斯(Douglass)博士于二十世纪初研究建立起来的。

 

树轮年代学学科的出现,开辟了一条研究古环境的新领域,它在古气候、以及林业部门发挥了极大的作用。由于 树木年轮具有定年准确、连续性强、分辨率高和易于复本等特点,使其成为了时间尺度较短(几百年到千年尺度)的气候代用资料,为气候模式研究以及古环境研究提供参考。通过对树木的高生长及径向生长、树木细胞结构的研究,有利于 树木生长量以及优 势树种的研究,为环境绿化做出贡献。

 

从最初的树轮宽度的研究,然后再到利用 X-射线进行树轮密度的研究,到利用化学方法即利用C、H、O同位素对树轮微观结构进行研究,以及利用图像分析法对树轮灰度进行研究,方法在不断地翻新,技术也在不断地成熟。主要涉及到对古气候资料(包括降水、温度、湿度等)以及古地质构造和突发的灾害事件的研究。并且利用树轮资料对未来气候变化趋势进行预测。

 

新疆的树木年轮库(如 今的国家重点开放树木年轮理化实验室 )存有 3000多棵树木钻芯标本和1000多棵树木圆盘树轮标本。采样点已经超过100个,已经研制完成了110多个年表,最长的年表在北疆达780年。在利用树木年轮宽度重建古气候变化的研究方面,也取得了不错的成果。例如,张志华,吴祥定等人重建了新疆东天山300多年来的干旱日数变化;袁玉江,李江风利用乌鲁木齐河源的树轮资料重建了该地区450年来的冬季温度变化;袁玉江,叶玮等人重建了位于天山西部伊犁地区314年的降水序列。此外,李江风,袁玉江等人除利用树轮宽度资料对古气候进行了重建,还利用树轮资料重建河流径流量以及河流径流深度场,开辟了我国乃至亚洲水文重建工作的先河。

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