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树木年轮:气候档案馆

气候档案馆

锯开一棵树,你会在树桩上看到一圈一圈同心的圆形纹路,有些圈挤在一块,有的圈则离得挺远,这些圈圈就是树木的年轮线。数一数树木的年轮,就可以知道它几岁了,因为一圈代表一年。

树木的年轮是如何形成的呢?春天来临,天气回暖,春雨淅淅沥沥,是树木生长的好时机,它们会把握机会,快速生长,这时候形成的细胞体积大、数量多、细胞壁薄、木材的颜色较浅。到了秋天,雨水减少,温度变低,树木生长缓慢,这时候形成的细胞体积小、数量少、细胞壁厚、木材颜色深。同一年长成的木材就是一个年轮,由于到了第二年春天又会长出颜色浅的木材,所以会有明确的分界线,这些分界线就是树木的年轮线了。

树木年轮是气候的忠实记录者。树木可以存活数百年,有的甚至可以达到数千年。在它漫长的一生中,经历过各种各样的气候,有潮湿的、干燥的、寒冷的、炎热的,还有森林火灾等。树木会将这些信息一一记录在年轮上,例如在温暖潮湿的年份,树木年轮会变宽,而在寒冷干燥的年份年轮则较窄,如果树木在某些年份经历了严重的干旱,那么这时的年轮几乎不会生长,几根年轮线就会挤在一起。树木年轮的这一特性使它们成为了气候的档案馆。

记录过去

由于我们无法穿越时空,回到过去,想要知道过去的气候,古气候学家只能够从那些在过去存在过的自然资源中了解当时的气候,树木的年轮就是其中之一。

中国科学院地理科学与资源研究所的研究员曾经花了两年时间在秦岭山区,翻山越岭,找寻树木的年轮样本,用以推算当地的古代气候。他们将收集到的数据分析重建,分析了从1755年以来秦岭及其附近地区的初春温度,发现在1789年前后的初春发生过一次非常大幅度的降温。另外,在该地区,1896年曾有大幅度的升温和降温。

树木的一圈圈年轮,就能够帮助古气候学家一窥几百年前的气候,在他们眼中,树木的年轮是最正直的史官,也是最权威的气候记录员。

预测未来

树木年轮不仅能够帮助古气候学家体验古代气候,还能够帮助预测未来的气候。

最近,科学家在蒙古发现了一些半石化树木,树木深埋在地层里,经过长时间的钙化就会变成石化树。他们收集了这些树木的年轮信息,并分析出了蒙古2060年前至今的气候变化史。

蒙古是一个干旱的内陆国家,在2000年前曾经经历过一次罕见的旱灾,造成成千上万的牲畜死亡。这在半化石树的年轮上也忠实记录着,并且科学家发现,这样的干旱在过去不只发生过一次。但奇怪的是,当科学家将年轮信息录入计算机,制作出年轮模型,该模型还结合了过去的太阳活动情况、火山爆发情况和二氧化碳排放记录,用以预测未来蒙古地区的气候变化时,却发现数据显示,未来蒙古将不会再发生同等程度的干旱事件,干旱情况也不会加剧。

一般来说,随着温室气体增多、全球气候变暖,干旱半干旱地区的干旱情况将会加剧,而蒙古地区却不会,这是为什么?科学家猜想,可能是因为在蒙古,雨季在夏天。随着全球气温的升高,蒙古地区夏季降水量会更多,中和了夏季高温可能带来的干旱情况,也就使得当地的气候没有那么干旱了,因此符合了树木年轮模型对未来蒙古气候的预测。

蒙古气候预测是树木年轮气候预测与计算机技术的一次结合。在没有与计算机技术相结合之前,人们能够根据树木年轮的宽窄,观察其所反映的周期性,预测出未来的气候变化。通过这些气候变化,还可以推测出未来的干旱情况或其他自然灾害,以便能够提前做好预防工作。在结合了计算机技术之后,由于计算机能够处理更大量的数据,使得根据树木年轮对未来气候的预测会更加精确。

树木年轮在未来,还能与人工智能等新科学技术相结合,成为更高效的气候档案馆。

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