Влияние атмосферной циркуляции на формирование светлых колец в древесине лиственницы в Сибирской Субарктике

Abstract

Атмосферная циркуляция определяет как погодные, так и климатические условия региона. Изменение атмосферных потоков ведет к формированию аномалий погоды, а изменение фазы внетропических циркуляций – к долгосрочным климатическим изменениям и аномалиям в высоких широтах за счет изменения давления атмосферы и перераспределения осадков. В высоких широтах биота особенно чувствительна к климатическим колебаниям. Одна из климатических характеристик высоких широт – повторяемость экстремальных климатических явлений, таких как короткий/холодный вегетационный период, который может быть зарегистрирован в годичных кольцах деревьев в виде светлых колец (колец с не полностью сформированной зоной поздней древесины). В работе проведено сравнение частоты формирования светлых колец в Сибирской Субарктике, их интенсивности формирования и пространственного распределения с основными типами атмосферной циркуляции, характерными для высоких широт: Северо-Атлантическим колебанием, арктической осцилляцией и тихоокеанской декадной осцилляцией. Хронологии светлых колец построены на основе 19 точек, расположенных в северной лесотундре от Полярного Урала до р. Колыма, составляя профиль длиной 4000 км. Выделены периоды, когда светлые кольца формируются часто в течение десятилетия (более четырех лет в десятилетие) или, наоборот, очень редко (менее трех случаев в десятилетие). Выявлены значимые (p-level≤ 0,05) положительные корреляционные связи с Северо-Атлантическим колебанием в сентябре предшествующего года у лиственницы сибирской и Гмелина; отрицательные корреляции с арктической осцилляцией июля и с тихоокеанской осцилляцией июня у лиственницы Гмелина и Каяндера. Крупные извержения вулканов проявляются в виде массового формирования светлых колец в отдельно взятый год на большой территории и не влияют на частоту формирования светлых колец в результате воздействия разных фаз атмосферной осцилляции. В долгосрочной перспективе (несколько десятилетий) светлые кольца могут быть маркерами положительных или отрицательных фаз атмосферной циркуляции разных типов

Atmospheric circulation determines both weather and climatic conditions of a region. Phase changes in extratropical circulation lead to long-term climatic changes in high latitudes due to the alterations in atmospheric pressure and redistribution of precipitations. In high latitudes biota is especially sensitive to climatic fluctuations. One of the climatic characteristics of high latitudes is the recurrence of extreme climatic events such as short/cold growing season, which can be registered in annual tree rings as light rings (rings with underdeveloped late wood zone). We compared the frequency of formation of light rings in Subarctic Siberia, their intensity and spatial distribution with the main types of atmospheric circulation characteristic of high latitudes: North Atlantic Oscillation, Arctic Oscillation and Pacific Decadal Oscillation. Chronologies of light rings were built based on the data from 19 sites located in the northern forest tundra from the Polar Urals to the Kolyma River which make a 4000-km-long profile. We focused on the periods when light rings are formed frequently during a decade (more than four years with light rings per decade) and, on the contrary, very rarely (less than three cases per decade). Positive correlations of light-ring chronologies with the North Atlantic Oscillation index in September of the preceding year were revealed in the Siberian and Gmelinii larches. Negative correlations were revealed with the July Arctic Oscillation index and June Pacific Oscillation index in the Gmelinii and Kajanderii larches. Massive formation of light rings resulting from registered volcanic eruptions does not coincide with the phases of atmospheric oscillations. In the long-term periods (several decades), light rings can be markers of positive or negative phases of different types of atmospheric circulation