强火山喷发是影响年际至年代际全球气候变化的重要因素之一。基于树木年轮资料重建的6条温度序列,集成重建了青藏高原东北部过去1 300多年和青藏高原东南部过去600多年的温度序列。在过去1 300多年,青藏高原东北部存在3个明显的冷期:670—920年、1000—1310年和1590—1930年;3个明显的暖期:920—1000年、1310—1590年和1930—2000年。青藏高原东南部过去600多年存在2个明显的冷期:1385—1450年和1570—1820年,2个明显的暖期:1450—1570年和1820—2000年。结合火山活动序列年表,利用时序叠加法,初步分析了过去千年强火山喷发对青藏高原东部温度变化的影响。结果表明:10°S~10°N的强火山喷发后第一年青藏高原东部出现降温,并且在α=0.05置信水平上东北部地区降温显著,东南部地区第二年达到降温显著水平;其他纬度的强火山喷发对青藏高原东北部和东南部的温度影响存在一定差异,第一年后两区均发生降温,但均未达到显著水平,然而青藏高原东北部地区第四年降温达到显著水平。这可能主要是由区域差异、不同季节温度对火山活动响应差异,或者火山喷发性质、季节、纬度以及区域的气候背景存在差异引起的。
Volcanic eruptions can significantly cool the global troposphere on the time scales from several months up to a decade due to reflection of solar radiation by sulfate aerosols and feedback mechanisms in the climate system. The impact of volcanic eruptions on global climate are discussed in many studies. However, few studies have been done on the impact of volcanic eruption on climate change in China in the past millennium. The 1300-year and 600-year temperature series were reconstructed based on the six tree-ring temperature proxy data in northeastern and southeastern Tibetan Plateau, respectively. Three warm periods occurred in 670-920,1000-1310 and 1590-1930, and three cold periods happened at 920-1000,1310-1590 and 1930-2000 in the northeastern Tibetan Plateau. There were two obviously warm periods (1385-1450 and 1570-1820) and two cold periods (1450-1570 and 1820-2000) in southeastern Tibetan Plateau. Contrasting with volcanic eruption chronology, we analyzed the relationship between volcanic activity and temperature variation in the eastern Tibetan plateau during the past millennium using Superposed Epoch Analysis (SEA) method. The results indicated that the temperature decreased one year after large volcanic eruptions located beteen 10°S and 10°N in latitude in northeastern Tibetan Plateau and two years in southeastern Tibetan Plateau. The volcanic eruptions occurred at different latitudes have different impacts on the temperature variations, which may be caused by regional difference, the nature of the eruption, the magnitude of the resulting change in incoming solar radiation, prevailing background climate and internal variability, season, latitude, and other considerations.
因此, 本文拟利用已经公开发表的基于树轮资料重建的年分辨率的温度序列, 集成重建为区域温度序列, 结合已有的火山年表序列, 利用时序叠加法初探过去1 000年强火山喷发与青藏高原东部温度变化的关系。
注:* 代表p< 0.01
本文基于树轮资料集成重建了青藏高原东北部和东南部过去千年的温度序列。在过去1 300多年, 青藏高原东北部存在3个明显的冷期(670— 920年、1000— 1310年和1590— 1930年)和3个明显的暖期(920— 1000年、1310— 1590年和1930— 2000年); 过去600多年, 青藏高原东南部存在2个明显的冷期(1385— 1450年和1570— 1820年)和2个明显的暖期(1450— 1570年和1820— 2000年)。时序叠加法分析结果表明:10° S~10° N的强火山喷发后第一年青藏高原东北部温度降低显著, 青藏高原东南部发生降温, 第二年达到显著; 其他纬度的强火山喷发对青藏高原东北部和东南部的温度影响存在一定差异, 虽然喷发后第一年青藏高原东北部和东南部均降温, 但不显著, 东北部在第4年降温显著, 这可能是由于区域差异, 也有可能由于火山喷发的季节、纬度和强度等的差异, 引起了不同区域之间降温出现的时间和降温的幅度不一致。
本文在分析火山活动和区域温度的关系时, 仅仅考虑了火山喷发的强度和位置, 而没有考虑火山喷发的季节、类型等因素。在未来的研究中需要考虑更多的影响因素, 如按照不同的区域、不同季节进行分类探讨, 揭示火山活动对区域温度变化的影响。
致 谢:感谢中国科学院西双版纳热带植物园范泽鑫研究员、兰州大学勾晓华教授、中国科学院青藏高原研究所朱海峰博士以及中国科学院地理科学与资源研究所王丽丽研究员、张永和李名勇博士提供的重建序列数据。衷心感谢两名审稿人对文章提出的建设性修改意见。
The authors have declared that no competing interests exist.