Dendroklimatoloji - Dendroclimatology

Yamal Yarımadası ve Sibirya'da şu anda yaşayan kozalaklı ağaçlardaki holosen yataklarından alınan örneklere dayalı olarak, ağaç halkası genişliğinin değişimi, son 7000 yıl için yaz sıcaklığı anomalilerine çevrildi .

Dendroklimatoloji geçmiş belirleme bilimidir iklimler gelen ağaçların (yıllık öncelikle özelliklerinin ağaç halkaları ). Ağaç halkaları, koşullar büyümeyi desteklediğinde daha geniş, zor zamanlarda daralır. Yıllık halkaların maksimum geç odun yoğunluğu (MXD) gibi diğer özelliklerinin basit halka genişliğinden daha iyi vekiller olduğu gösterilmiştir. Bilim adamları, ağaç halkalarını kullanarak, yüzlerce ila binlerce yıl önce birçok yerel iklimi tahmin ettiler. Bilim adamları, birden fazla ağaç halkası çalışmasını (bazen diğer iklim proxy kayıtlarıyla) birleştirerek, geçmiş bölgesel ve küresel iklimleri tahmin ettiler.

Avantajlar

Ağaç halkaları, dendrokronoloji , yani halkaların numuneden numuneye eşleştirilmesi yoluyla iyi tarihlenebildikleri için iklim vekilleri olarak özellikle yararlıdır . Bu, ölü ağaç örneklerini kullanarak, hatta binalardan veya arkeolojik kazılardan alınan örnekleri kullanarak zamanda geriye doğru genişlemeye izin verir. Ağaç halkalarının bir başka avantajı, sondaj delikleri gibi diğer vekil yöntemlerin aksine, yıllık artışlarla açıkça belirlenmiş olmalarıdır . Ayrıca, ağaç halkaları birden fazla iklimsel etkiye (sıcaklık, nem, bulutluluk) yanıt verir, böylece iklimin çeşitli yönleri (sadece sıcaklık değil) incelenebilir. Ancak bu iki ucu keskin bir kılıç olabilir.

sınırlamalar

Dendroklimatolojinin avantajlarının yanı sıra bazı sınırlamalar da vardır: kafa karıştırıcı faktörler , coğrafi kapsam, halkasal çözünürlük ve toplama zorlukları. Alan, bu zorluklara kısmen uyum sağlamak için çeşitli yöntemler geliştirmiştir.

kafa karıştırıcı faktörler

Ağaç halka genişliğini etkileyen doğrusal olmayan etkilerin yanı sıra birden fazla iklim ve iklim dışı faktör vardır . Tekil faktörleri (ilgili) izole etme yöntemleri arasında, büyüme etkilerini kalibre etmeye yönelik botanik çalışmaları ve "sınırlayıcı meşcerelerin" (çoğunlukla ilgilenilen değişkene yanıt vermesi beklenenler) örneklenmesi yer alır.

iklim faktörleri

Ağaçları etkileyen iklim faktörleri sıcaklık, yağış, güneş ışığı ve rüzgardır. Bu faktörler arasında ayrım yapmak için bilim adamları "sınırlayıcı stantlardan" bilgi toplarlar. Sınırlayıcı meşcereye bir örnek, üst kottaki ağaç çizgisidir: burada, ağaçların sıcaklık değişiminden (ki bu "sınırlı") yağış değişiminden (fazla olan) daha fazla etkilenmesi beklenir. Tersine, daha düşük rakım ağaç hatlarının, sıcaklık değişimlerinden ziyade yağış değişikliklerinden daha fazla etkilenmesi beklenir. Bu mükemmel bir çözüm değil çünkü birden fazla faktör ağaçları "sınırlama standında" bile etkiliyor, ancak yardımcı oluyor. Teorik olarak, farklı tipteki yakındaki sınırlayıcı meşcerelerden (örneğin, aynı dağdaki üst ve alt ağaç sıraları) örneklerin toplanması, birden fazla iklim faktörü için matematiksel çözüme izin vermelidir.

İklim dışı faktörler

Sigara iklim faktörleri toprak, ağaç yaş, ateş, ağaç için ağacı rekabet, genetik farklılıkları, günlük ya da başka insan bozukluğu, otçul etkisi (özellikle koyun sıyırma), haşere salgınları, hastalığı ve CO içerir 2 konsantrasyonu. Uzayda rastgele değişen faktörler için (ağaçtan ağaca veya ağaçtan ayağa), en iyi çözüm, kafa karıştırıcı gürültüyü telafi etmek için yeterli veri (daha fazla örnek) toplamaktır. Ağaç yaşı, çeşitli istatistiksel yöntemlerle düzeltilir: ya genel ağaç kaydına spline eğrileri uydurmak ya da farklı dönemlerde karşılaştırma için benzer yaşlı ağaçları kullanmak (bölgesel eğri standardizasyonu). Dikkatli inceleme ve yer seçimi, örneğin modern insan tarafından rahatsız edilmeyen yerleri toplamak gibi bazı kafa karıştırıcı etkileri sınırlamaya yardımcı olur.

Doğrusal olmayan etkiler

Genel olarak klimatologlar, ilgili değişkene (örn. nem) halka genişliğinin doğrusal bir bağımlılığını varsayarlar. Bununla birlikte, değişken yeterince değişirse, yanıt düzleşebilir veya hatta tersine dönebilir. Ev bahçıvanı, bir ev bitkisinin su altında veya üzerinde su olabileceğini bilir. Ek olarak, etkileşim etkilerinin ortaya çıkması mümkündür (örneğin, "sıcaklık çarpı yağış", büyümenin yanı sıra sıcaklık ve yağışı kendi başlarına etkileyebilir. Burada ayrıca "sınırlayıcı duruş", ilgili değişkeni bir şekilde izole etmeye yardımcı olur. Örneğin, ağacın "soğuk sınırlı" olduğu üst ağaç sınırında, yüksek sıcaklığın ("ters çevrilmiş ikinci dereceden") doğrusal olmayan etkilerinin, büyüme mevsimi boyunca halka genişliği üzerinde sayısal olarak önemli bir etkiye sahip olması olası değildir.

Karıştırıcı faktörleri düzeltmek için botanik çıkarımlar

Botanik çalışmalar, kafa karıştırıcı değişkenlerin etkisini tahmin etmeye yardımcı olabilir ve bazı durumlarda bunlar için düzeltmelere rehberlik edebilir. Bu deneyler, büyüme değişkenlerinin tümünün kontrol edildiği (örneğin bir serada ), kısmen kontrol edildiği (örneğin, FACE [Serbest Havadaki Konsantrasyon Geliştirme] deneyleri - ref ekleyin) veya doğadaki koşulların izlendiği deneyler olabilir. Her durumda, önemli olan, büyümeyi neyin etkilediğini belirlemek için birden fazla büyüme faktörünün dikkatlice kaydedilmesidir. (Fennoscandanavia kağıt referansını ekleyin). Bu bilgi ile halka genişliği yanıtı daha doğru anlaşılabilir ve tarihi (izlenmeyen) ağaç halkalarından yapılan çıkarımlar daha kesin hale gelir. Konsept olarak, bu sınırlayıcı duruş ilkesine benzer, ancak daha niceldir—bir kalibrasyon gibi.

Diverjans Problematikleri

Ana madde: Iraksama sorunu

Iraksama sorunu, bir tarafta termometreler (enstrümantal sıcaklıklar) ile ölçülen sıcaklıklar ile diğer tarafta, kuzey ormanlarındaki birçok ağaçlık alanda, geç odun yoğunluğu veya ağaç halkalarının genişliğinden yeniden oluşturulan sıcaklıklar arasındaki uyuşmazlıktır.

Termometre kayıtlarından elde edilen verilerin işlenmesi ve analizi büyük ölçüde önemli bir ısınma eğilimi gösterirken, bu belirli bölgelerden gelen ağaç halkaları, maksimum geç odun yoğunluğunda veya bazı durumlarda genişliklerinde karşılık gelen bir değişiklik göstermez. Bu, tüm bu tür çalışmalar için geçerli değildir. Bunun geçerli olduğu durumlarda, tek başına ağaç halkalarından elde edilen bir sıcaklık eğilimi, önemli bir ısınma göstermez. Aletsel sıcaklıklardan ve bu ağaç halka vekillerinden hesaplanan sıcaklık grafikleri, terimin kökeni olan 1950'lerden bu yana birbirinden "ayrılıyor". Bu farklılık, termometreler çağından önce, geçmişte başka, tanınmayan farklılıkların meydana gelip gelmediğine dair bariz soruları gündeme getiriyor. Farklılığın insan faaliyetlerinden kaynaklandığını ve dolayısıyla yakın geçmişle sınırlı olduğunu gösteren kanıtlar var, ancak etkilenen vekillerin kullanımı, mevcut ısınma eğilimini olduğundan az göstererek geçmiş sıcaklıkların fazla tahmin edilmesine yol açabilir. Ağaç halkası verilerinin analizi ile termometreye dayalı veriler arasındaki uyuşmazlığı uzlaştırmanın açıklamaları ve yollarına yönelik araştırmalar devam etmektedir.

Coğrafi kapsam

Ağaçlar Dünya'yı kaplamaz. Kutup ve deniz iklimleri ağaç halkalarından tahmin edilemez. Çok nemli tropik bölgelerde, Avustralya ve Güney Afrika'da , ağaçlar genellikle tüm yıl boyunca büyür ve net yıllık halkalar göstermezler. Bazı ormanlık alanlarda, ağaç büyümesi, iklimin net bir şekilde yeniden yapılandırılmasına izin vermek için birden fazla faktörden ("sınırlayıcı meşcere" olmadan) çok fazla etkilenir. Kapsama zorluğu, kabul edilerek ve zor alanlarda diğer vekiller (örn. buz çekirdekleri, mercanlar) kullanılarak çözülür. Bazı durumlarda ilgilenilen parametrenin (sıcaklık, yağış vb.) bölgeden bölgeye benzer şekilde değiştiği gösterilebilir, örneğin enstrümantal kayıttaki kalıplara bakılarak. Daha sonra, dendroklimatoloji çıkarımlarını, uygun ağaç halkası örneklerinin elde edilemediği alanlara genişletmek haklı olabilir.

dairesel çözünürlük

Ağaç halkaları, tüm büyüme mevsimi boyunca büyüme üzerindeki etkiyi gösterir. Hareketsiz mevsimde (kış) derin iklim değişiklikleri kaydedilmeyecektir. Ek olarak, büyüme mevsiminin farklı zamanları, halka genişliği için diğerlerinden daha önemli olabilir (örneğin, Mayıs ve Eylül). Bununla birlikte, genel olarak halka genişliği, ilgili yıl boyunca genel iklim değişikliğini (bir tahmin) çıkarmak için kullanılır. Başka bir sorun "bellek" veya otokorelasyondur . Stresli bir ağacın zorlu bir mevsimden kurtulması bir veya iki yıl alabilir. Bu sorun, daha karmaşık modelleme (regresyonda "gecikme" terimi) ile veya kronolojilerin beceri tahminlerini azaltarak çözülebilir.

Koleksiyon zorlukları

Ağaç halkaları doğadan, sıklıkla uzak bölgelerden elde edilmelidir. Bu, siteleri düzgün bir şekilde haritalamak için özel çabalara ihtiyaç duyulduğu anlamına gelir. Ayrıca numuneler zor (genellikle eğimli arazi) koşullarda alınmalıdır. Genel olarak, ağaç halkaları, iyi bir numune almak için beceri gerektiren, elle tutulan bir delici cihaz kullanılarak toplanır. En iyi örnekler bir ağacı kesip kesmekten gelir. Ancak bu daha fazla tehlike gerektirir ve ormana zarar verir. Belirli alanlarda, özellikle bozulmamış alanlardaki en yaşlı ağaçlarda (bilimsel olarak en ilginç olan) izin verilmeyebilir. Tüm deneycilerde olduğu gibi, dendroklimatologlar da zaman zaman yeniden örnek almak yerine kusurlu verilerden en iyi şekilde yararlanmaya karar vermelidir. Numune toplama (sahada) ve analiz (laboratuvarda) zaman ve mekan açısından önemli ölçüde ayrılabileceğinden, bu ödünleşim daha da zorlaşır. Bu toplama zorlukları, veri toplamanın geleneksel laboratuvar bilimi kadar basit veya ucuz olmadığı anlamına gelir.

Diğer ölçümler

İlk çalışma, ağaç halkası genişliğini ölçmeye odaklandı - bu, ölçülmesi kolaydır ve iklim parametreleriyle ilgili olabilir. Ancak ağacın yıllık büyümesi başka izler bırakır. Özellikle maksimum geç odun yoğunluğu (MXD), çevresel değişkenleri tahmin etmek için kullanılan başka bir ölçüdür. Ancak ölçmek daha zordur. Diğer özellikler (örneğin izotop veya kimyasal eser analizi) de en çok LM Libby tarafından 1974 tarihli "Ağaç Halkalarında İzotop Oranlarının Sıcaklık Bağımlılığı" makalesinde denenmiştir. Teorik olarak, aynı halka üzerinde çoklu ölçümler, karıştırıcı faktörlerin (örn. yağış ve sıcaklık) farklılaşmasına izin verecektir. Bununla birlikte, çoğu çalışma hala sınırlayıcı stantlardaki halka genişliklerine dayanmaktadır.

Ölçme radyokarbon ağaç halkalarında konsantrasyonlarını geçmiş yeniden yararlı olduğu kanıtlanmıştır güneş lekesi verileri artık bitti 11.000 yıl öncesine uzanan ile, aktivite.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar