光密度影响树木年轮的密度

旧金山州立大学研究员亚历山大・斯泰恩的一项新研究找到了树木生长过程中，光密度变化会引起树木年轮密度变化的证据。

树木年轮由一条形成于生长季初期的低密度年轮和一条形成于生长季后期的高密度年轮组成，在世界上的较寒冷地区，密集的晚材轮会在温暖的年份里变得更密。北极树木年轮极好地追溯并推知了20世纪60年代之前的气温，但是北极树木年轮密度的变化又没有与温度的上升保持一致，这种矛盾就被称为“发散问题”。

气候科学家们关注发散问题已经有一段时间了，发生在2009年的“气候门”争议中，这一问题也成为了关注的焦点。这一分歧并不会对理解北极现代气候变化产生问题，斯泰恩解释道：“因为我们有温度计，而这些温度计告诉我们地球在变暖，然而这的确是一个问题，因为如果我们用树木年轮代表历史气温，我们需要确保我们理解当下正在发生的事情。”

他与哈佛大学的同事彼得・海波斯一起，开始理解树木年轮密度在北极变低的原因。一种可能的解释认为，光密度的变化是影响树木生长能力的因素。从20世纪60年代开始，到达地球表面的阳光量下降。科学家们就这种“全球光线减弱”现象发生的原因进行辩论，许多科学家归因于人类活动产生的污染物颗粒释放到大气层中从而影响了射入的太阳光。研究人员对全球光线减弱现象是否导致北极树木年轮密度下降进行了试验。 “要从记录中区分究竟是由温度控制还是由光照控制非常困难，因为通常光照和温度一同变化。阳光更明媚的天气通常也更暖和。”斯泰恩补充道。

为了解决这一问题，研究人员利用北极区域云层和光通性具有区域差别的事实，能够允许他们对生长在最亮和最暗区域但温度范围类似的树木进行比较。他们发现在北极最暗的区域发散最大，最暗的区域光线的改变应该具有最大的效果。

研究人员利用树木年轮密度变化紧随火山爆发来确认这些发现。主要的火山活动，诸如1991年菲律宾皮纳图博火山爆发，也将数以吨计的光散射二氧化硫颗粒喷发到大气中，减少了太阳光到地球表面的光照量。

他们对七种不同种类的树木的分析指出，火山爆发和全球性光线减弱现象造成的光密度的变化同时影响树木年轮的密度，并且在最暗的北极区域这种影响最大。在最亮的地方，发散问题基本上消失了，树木年轮密度反而与温度具有最紧密的联系。

这些发现可能影响地球工程提案，这些提案会将更多的气雾颗粒送入大气中阻挡住阳光，并可能冷却一个日渐变暖的地球。然而，对树木年轮的研究指出，北极树木并不会尽可能多地生长，因此也不会吸收尽可能多的导致大气污染的碳。

编译| 陆佩蓓

内容来源：science daily网站