光密度影響樹木年輪的密度

舊金山州立大學研究員亞歷山大·斯泰恩的一項新研究找到了樹木生長過程中，光密度變化會引起樹木年輪密度變化的證據。

樹木年輪由一條形成于生長季初期的低密度年輪和一條形成于生長季后期的高密度年輪組成，在世界上的較寒冷地區，密集的晚材輪會在溫暖的年份里變得更密。北極樹木年輪極好地追溯并推知了20世紀60年代之前的氣溫，但是北極樹木年輪密度的變化又沒有與溫度的上升保持一致，這種矛盾就被稱為“發散問題”。

氣候科學家們關注發散問題已經有一段時間了，發生在2009年的“氣候門”爭議中，這一問題也成為了關注的焦點。這一分歧并不會對理解北極現代氣候變化產生問題，斯泰恩解釋道：“因為我們有溫度計，而這些溫度計告訴我們地球在變暖，然而這的確是一個問題，因為如果我們用樹木年輪代表歷史氣溫，我們需要確保我們理解當下正在發生的事情。”

他與哈佛大學的同事彼得·海波斯一起，開始理解樹木年輪密度在北極變低的原因。一種可能的解釋認為，光密度的變化是影響樹木生長能力的因素。從20世紀60年代開始，到達地球表面的陽光量下降。科學家們就這種“全球光線減弱”現象發生的原因進行辯論，許多科學家歸因于人類活動產生的污染物顆粒釋放到大氣層中從而影響了射入的太陽光。研究人員對全球光線減弱現象是否導致北極樹木年輪密度下降進行了試驗。 “要從記錄中區分究竟是由溫度控制還是由光照控制非常困難，因為通常光照和溫度一同變化。陽光更明媚的天氣通常也更暖和?！彼固┒餮a充道。

為了解決這一問題，研究人員利用北極區域云層和光通性具有區域差別的事實，能夠允許他們對生長在最亮和最暗區域但溫度范圍類似的樹木進行比較。他們發現在北極最暗的區域發散最大，最暗的區域光線的改變應該具有最大的效果。

研究人員利用樹木年輪密度變化緊隨火山爆發來確認這些發現。主要的火山活動，諸如1991年菲律賓皮納圖博火山爆發，也將數以噸計的光散射二氧化硫顆粒噴發到大氣中，減少了太陽光到地球表面的光照量。

他們對七種不同種類的樹木的分析指出，火山爆發和全球性光線減弱現象造成的光密度的變化同時影響樹木年輪的密度，并且在最暗的北極區域這種影響最大。在最亮的地方，發散問題基本上消失了，樹木年輪密度反而與溫度具有最緊密的聯系。

這些發現可能影響地球工程提案，這些提案會將更多的氣霧顆粒送入大氣中阻擋住陽光，并可能冷卻一個日漸變暖的地球。然而，對樹木年輪的研究指出，北極樹木并不會盡可能多地生長，因此也不會吸收盡可能多的導致大氣污染的碳。

編譯| 陸佩蓓

內容來源：science daily網站