Инд. авторы:	Баринов В.В., Мыглан В.С., Тайник А.В., Ойдупаа О.Ч., Агатова А.Р., Чуракова (.О.
Заглавие:	Экстремальные климатические события в алтае-саянском регионе как индикатор сильных вулканических извержений
Библ. ссылка:	Баринов В.В., Мыглан В.С., Тайник А.В., Ойдупаа О.Ч., Агатова А.Р., Чуракова (.О. Экстремальные климатические события в алтае-саянском регионе как индикатор сильных вулканических извержений // Геофизические процессы и биосфера. - 2018. - Т.17. - № 3. - С.45-61. - ISSN 1811-0045. - EISSN 2311-9578.
Идентиф-ры:	DOI: 10.21455/GPB2018.3-3; РИНЦ: 35248596;
Реферат:	eng: For the first time we present the results of the tree-ring structure anomalies in Siberian larch wood from the upper treeline transect from western to eastern Russian part of Altai-Sayan Mountain region. Based on anatomical wood structure analysis of tree rings (frost, light and missing rings, and latewood density fluctuations) using a microscope allowed us to reveal four extreme events during the periods: AD 1783-1785, 1788-1789, 1812-1814, and the year of 1884, when severe cooling expanded for the whole Altai-Sayan region. Our results are in agreement with historical archives. Comparative analysis showed that date of extreme cooling events coincided with major volcanic eruptions (volcanic activity index VEI ≥ 4) such as Laki (AD 1783, VEI = 4), Asama (AD 1783, VEI = 4), Etna (AD 1787, VEI = 4), Sufrier (AD 1812, VEI = 4), Avu (AD 1812, VEI = 4), Suvandosedzima (AD 1813, VEI = 4), Krakatau (AD 1883, VEI = 6). However, trees from the Altai-Sayan regions do not respond to the major volcanic eruptions like Tambora (AD 1815, VEI = 7), Novarupta (AD 1912, VEI = 6), and Pinatubo (AD 1991, VEI = 6). This heterogeneous response of woody plants on the major volcanic eruptions 19th-20th centuries can be explained by location of the powerful volcanic eruptions and remote sulphur clouds from the northern part of the Central Asia, as well as reduced trees' sensitivity from the upper treeline of Altai-Sayan Mountain region to volcanic eruptions due to 20th-century warming and shifting the temperature limit of woody vegetation distribution. rus: Представлены результаты анализа аномалий структуры годичных колец у лиственницы сибирской с участков трансекта, охватывающего российскую часть Алтае-Саянской горной страны с запада на восток по верхней границе леса. Путем микроскопического анализа анатомического строения годичных колец (выявления морозобойных, светлых и выпавших колец, флуктуаций плотности структуры древесины) выделены четыре экстремальных события (1783-1785, 1788-1789, 1812-1814 гг., 1884 г.), когда сильные похолодания охватили почти всю территорию Алтае-Саянской горной страны. Полученные результаты хорошо согласуются с информацией исторических источников. Выполненное сопоставление дат экстремальных похолоданий с информацией о вулканических извержениях, выбросы которых достигли стратосферы (индекс вулканической активности VEI ≥ 4), показало их совпадение со временем пробуждения таких вулканов, как Лаки (1783 г., VEI = 4), Асама (1783 г., VEI = 4), Этна (1787 г., VEI = 4), Суфриер (1812 г., VEI = 4), Аву (1812 г., VEI = 4), Суваноседзима (1813 г., VEI = 4), Кракатау (1883 г., VEI = 6). При этом деревья на изучаемой территории не отреагировали на крупные извержения вулканов Тамбора (1815 г., VEI = 7), Новарупта (1912 г., VEI = 6) и Пинатубо (1991 г., VEI = 6). Столь разную реакцию древесной растительности на сильные вулканические извержения в XIX-XX вв. можно объяснить изменением направления и скорости атмосферных потоков, мозаичностью распределения стратосферных аэрозолей в северной части Центральной Азии после извержений некоторых вулканов, потеплением климата в XX в., которое снизило чувствительность деревьев на верхней границе леса в Алтае-Саянской горной стране к вулканическим извержениям вследствие смещения вверх температурного предела распространения древесной растительности.
Ключевые слова:	выпавшие кольца; флуктуации плотности годичного кольца; светлые кольца; морозобойные кольца; температурные аномалии; климатические экстремумы; вулканические извержения; дендрохронология; Missing rings; climatic extrems; Altai-Sayan Mountain region; latewood fluctuations; light rings; Frost rings; temperature anomalies; volcanic eruptions; dendrochronology; Алтае-Саянская горная страна;
Издано:	2018
Физ. хар-ка:	с.45-61
Цитирование:	1. Ваганов Е.А., Шашкин А.В. Рост и структура годичных колец хвойных. Новосибирск: Наука, 2000. 232 с. 2. Ваганов Е.А., Круглов В.Б., Васильев В.Г. Дендрохронология. Красноярск: Изд-во СФУ, 2008. 120 с. 3. Гурская М.А. Температурные условия формирования морозобойных повреждений у хвойных деревьев в высоких широтах Западной Сибири//Изв. РАН. Сер. биол. 2014. № 2. С. 185-195. 4. Гурская М.А., Шиятов С.Г. Распределение морозобойных повреждений в древесине хвойных деревьев//Экология. 2006. № 1. С. 9-15. 5. Изменение климата и биоразнообразие Российской части Алтае-Саянского экорегиона. Красноярск: Ин-т леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, 2013. 328 с. 6. Мыглан В.С. Климат и социум Сибири в малый ледниковый период. Красноярск: Сиб. фед. ун-т., 2010. 230 с. 7. Наурзбаев М.М., Ваганов Е.А., Сидорова О.В. Изменчивость приземной температуры воздуха на севере Евразии по данным тысячелетних древесно-кольцевых хронологий//Криосфера Земли. 2003. Т. 7, № 2. С. 84-91. 8. Сидорова О.В., Наурзбаев М.М. Реакция на климатические изменения лиственницы Каяндера на верхней границе леса и в долине реки Индигирки//Лесоведение. 2002. № 2. С. 73-75. 9. Сидорова О.В., Наурзбаев М.М., Ваганов Е.А. Отклик древесно-кольцевых хронологий из Северной Евразии на мощные вулканические извержения//Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. 2005. Т. 20. С. 60-72. 10. Тайник А.В., Мыглан В.С., Баринов В.В., Ойдупаа О.Ч., Назаров А.Н. Прирост лиственницы сибирской (Larix sibirica ledeb.) на верхней границе леса в Республике Тыва//География и природные ресурсы. 2015а. № 2. С. 91-99. 11. Тайник А.В., Мыглан В.С., Баринов В.В., Назаров А.Н., Агатова А.Р., Непоп Р.К. Прирост лиственницы сибирской (Larix sibirica ldb.) на верхней границе леса в Республике Алтай//Изв. РАН. Сер. геогр. 2015б. № 6. С. 75-85. 12. Тишин Д.В. Дендроэкология (методика древесно-кольцевого анализа): Учеб.-метод. пособие. Казань: Казан. федерал. ун-т, 2015. 36 с. 13. Хантемиров Р.М. Динамика древесной растительности и изменения климата на севере Западной Сибири в голоцене: Автореф. дис. … д-ра биол. наук. Екатеринбург, 2009. 43 с. 14. Хантемиров Р.М., Горланова Л.А., Сурков А.Ю., Шиятов С.Г. Экстремальные климатические события на Ямале за последние 4100 лет по дендрохронологическим данным//Изв. РАН. Сер. геогр. 2011. № 2. С. 89-102. 15. Хозяйственное положение Тобольских новоселов//Сибирская жизнь. 1899. № 247. С. 3. 16. Anchukaitis K.J., Breitenmoser P., Briffa K.R., Buchwal A., Büntgen U., Cook E.R., D'Arrigo R.D., Esper J., Evans M.N., Frank D., Grudd H., Gunnarson B.E., Hughes M.K., Kirdyanov A.V., Körner C., Krusic P.J., Luckman B., Melvin T.M., Salzer M.W., Shashkin A.V., Timmreck C., Vaganov E.A., Wilson R.J.S. Tree rings and volcanic cooling//Nature Geosci. 2012. V. 5. P. 836-837. 17. Bronnimann S., Kramer D. Tambora and the «Year Without a Summer» of 1816: A perspective on Earth and Human. 2016. 48 p. 18. Buntgen U., Myglan V.S., Ljungqvist F.S., McCormick M., Di Cosmo N., Sigl M., Jungclaus J., Wagner S., Krusic P.J., Esper J., Kaplan J.O., de Vaan MAC, Luterbacher J., Wacker L., Tegel W., Kirdyanov A.V. Cooling and societal change during the Late Antique Little Ice Age from 536 to around 660 AD//Nature Geosci. 2016. V 9. P. 231-236. 19. Churakova (Sidorova) O.V., Bryukhanova M.V., Saurer M., Boettgerd T., Naurzbaev M.M., Myglan V.S., Vaganov E.A., Hughes M.K., Siegwolf R.T.W. A cluster of stratospheric volcanic eruptions in the AD 530s recorded in Siberian tree rings//Global and Planet. Change. 2014. V. 122. P. 140-150. 20. Cole-Dai J., Mosley-Thompson E., Thompson L. Ice core evidence for an explosive tropical eruption 6 years preceding Tambora//J. Geophys. Res. 1991. V. 96, N D9. P. 17, 361-17, 366. 21. Cook E.R., Krusic P.J. A Tree-ring standardization program based on detrending and autoregressive time series modeling, with interactive graphics (ARSTAN). 2008. URL:http://www.ldeo.columbia.edu/res/fac/trl/public/publicSoftware.html 22. Cook E.R., Anchukaitis K.J., Buckley B.M., D'Arrigo R.D., Jacoby G.C., Wright W.E. Asian monsoon failure and megadrought during the last millennium//Science. 2010. V. 328, N 5977. P. 486-489. 23. D'Arrigo R., Wilson R., Anchukaitis K.J. Volcanic cooling signal in tree ring temperature recordsfor the past millennium//J. Geoph. Res.: Atmospheres. 2013. V. 118, N 16. P. 9000-9010. 24. D'Arrigo R., Frank D., Jacoby G., Pcdcrson N. Spatial response to major volcanic events in or about AD 536. 934 and 1258: Frost rings and other dendrochronological evidence from Mongolia and Northern Siberia//Climatic Change. 1999. N 42. P. 31-34. 25. D'Arrigo R., Jacoby G., Frank D., Pederson N., Cook E., Buckley B., Nachin B., Mijiddorj R., Dugarjav C. 1738 years of Mongolian temperature variability inferred from a tree-ring width chronology of Siberian pine//Geoph. Res. Lett. 2001. V. 28. P. 543-546. 26. Douglass A.E. Climatic cycles and tree-growth: A study of the annual rings of trees in relation to climate and solar activity. Washington: Carnegie Inst., 1919. V. 1. 127 p. 27. Filion L., Payette S., Gauthier L., Boutin Y. Light rings in subarctic conifers as a dendrochronological tool//Quat. Res. 1986. V. 26, N 2. P. 272-279. 28. Fischer E.M., Luterbacher J., Zorita E., Tett S.F.B., Casty C., Wanner H. European climate response to tropical volcanic eruptions over the last half millennium//Geoph. Res. Lett. 2007. V. 34, N 5. P. L05707. 29. Fritts H.C. Tree-rings and climate. N.Y.: Acad. Press, 1976. 576 p. 30. Guillet S., Corona C., Stoffel M., Khodri M., Lavigne F., Ortega P., Eckert N., Selenniou P., Daux V., Churakova (Sidorova) O.V., Davi N., Edouard J.-L., Zhang Y., Luckman B.H., Myglan V.S., Guiot J., Beniston M., Masson-Delmotte V., Oppenheimer C. Climate response to the Samalas volcanic eruption in 1257 revealed by proxy records//Nature Geosci. 2017. V. 10. P. 123-128. 31. Holmes R.L. Computer-assisted quality control in tree-ring dating and measurement//Tree-ring Bull. 1983. V. 43. P. 69-78. 32. Hughes M.К., Vaganov Е.A., Shiyatov S.G., Touchan R., Funkhouser G. Twentieth-century summer warmth in northern Yakutia in a 600-year context//The Holocene. 1999. V. 9, N 5. P. 603-608. 33. Jacoby G.C., Workman K.W., Darrigo R.D. Laki eruption of 1783, tree rings, and disaster for northwest Alaska Inuit//Quat. Sci. Rev. 1999. V. 18, N 2. P. 1365-1371. 34. Jones P.D., Briffa K.R., Schweingruber F.H. Tree-ring evidence of the widespread effects of explosive volcanic eruptions//Geophys. Res. Lett. 1995. V. 22, N 11. P. 1333-1336. 35. Man W., Zhou T., Jungclaus J. H. Effects of large volcanic eruptions on global summer climate and East Asian monsoon changes during the last millennium: Analysis of MPI-ESM simulations//J. Climate. 2014. V. 27, N. 19. P. 7394-7409. 36. Marusek J.A. A chronological listing of early weather events. URL: http://wattsupwiththat.files.wordpress.com/2011/09/weather1.pdf. Дата обращения: 30.12.2016 г. 37. Naurzbaev M.M., Vaganov Е.A., Sidorova О.V., Sclnveingruber F.Н. Summer temperatures in eastern Taimyr inferred from a 2427-year late-Holocene tree-ring chronology and earlier floating series//The Holocene. 2002. V. 12, N 6. P. 727-736. 38. Temporal variations of mineral dust biogenic tracers and anthropogenic species during the past two centuries from Belukha ice core, Sibirian Altai /S. Olivier, C. Blaser, S. Brutsch, N. Frolova, H. Gaggeler, K. Hendesson, A.S. Palmer, T. Papina, M. Schwikowski//Journal of geophysical research. -2006. -Vol. 111, № D05309 39. Rampino M.R., Self S. The atmospheric effects of El Chichon//Sci. Amer. 1984. N 250. P. 48-57. 40. Ridley D.A., Solomon S., Barnes J.E., Burlakov V.D., Deshler T., Dolgii S.I., Herber A.B., Nagai T., Neely R.R., Nevzorov A.V., Ritter C., Sakai T., Santer B.D., Sato M., Schmidt A., Uchino O., Vernier J.P. Total volcanic stratospheric aerosol optical depths and implications for global climate change//Geoph. Res. Lett. 2014. V. 42, N 22. P. 7763-7769. 41. Rinn F. TSAP V 3.6 Reference manual: Computer program for tree-rings analysis and presentation. Heidelberg: Frank Rinn Distribution, 1996. 264 p. 42. Robock A. Volcanic eruptions and climate//Rev. Geoph. 2000. V. 38, N 2. P. 191-219. 43. Salzer M.W., Hughes M.K. Volcanic eruptions over the last 5,000 years from high elevation tree-ring widths and frost rings//Tree rings and natural hazards: A state-of-art/Eds M. Stoffel, M. Bollshweiler, D.R. Butler, B.H. Luckman. Berlin, N.Y.: Springer, Heidelberg, 2010. P. 469-483. 44. Schweingruber F.H. Wood structure and environment. Berlin: Heidelberg, Springer, 2007. 279 p. 45. Self S., Zhao J.X., Holasek R.E., Torres R.C., King A.J. The atmospheric impact of the 1991 Mount Pinatubo eruption, 1996//Fire and mud: Eruptions and lahars of Mount Pinatubo, Philippines/Eds C.G. Newhall, R. Punongbayan. Quezon City: Philippine Inst. of Volcanol. and Seismol., 1996. P. 1089-1115. 46. Sidorova O.V., Saurer M., Myglan V.S., Eichler A., Schwikowski M., Kirdyanov A.V., Bryukhanova M.V., Gerasimova O.V., Kalugin I.A., Daryin A.V., Siegwolf R.T.W. A multi-proxy approach for revealing recent climatic changes in the Russian Altai//Climate Dynamics. 2012. V 38, N 1-2. P. 175-188. 47. Sigl M., Winstrup M., McConnell J.R., Welten K.C., Plunkett G., Ludlow F., Buntgen U., Caffee M., Chellman N., Dahl-Jensen D., Fischer H., Kipfstuhl S., Kostick C., Maselli O.J., Mekhaldi F., Mulvaney R., Muscheler R., Pasteris D.R., Pilcher J.R., Salzer M., Schüpbach S., Steffensen J.P., Vinther B.M., Woodruff T.E. Timing and climate forcing of volcanic eruptions for the past 2,500 years//Nature. 2015. V. 523. P. 543-549. 48. Stoffel M., Khodri M., Corona C., Guillet S., Poulain V., Bekki S., Guiot J., Luckman B.H., Oppenheimer C., Lebas N., Beniston M., Masson-Delmotte V. Estimates of volcanic-induced cooling in the Northern Hemisphere over the past 1,500 years//Nature Geosci. 2015. V. 8. P. 784-788. 49. Tardif J.C., Girardin M.P. Conciatori F. Light rings as bioindicators of climate change in Interior North America//Glob. Planet. Change. 2011. N 79, N 1-2. P. 134-144. 50. Taynik A.V., Barinov V.V., Oidupaa O.C., Myglan V.S., Reinig F., Buntgen U. Growth coherency and climate sensitivity of Larix sibirica at the upper treeline in the Russian Altai-Sayan Mountains//Dendrochronologia. 2016. V. 39. P. 10-16. 51. Thordarson T., Self S. Atmospheric and environmental effects of the 1783-1784 Laki eruption: A review and reassessment//J. Geoph. Res. 2003. V. 108. N D1. P. 4011. 52. Worldwide Holocene volcano and eruption information: Smithsonian Institution. Global Volcanism Program 2013. URL: http://volcano.si.edu/list_volcano_holocene.cfm. Дата обращения: 26.10.2016 г. 53. Yalcin K., Wake C.P., Kreutz K.J., Germani M.S., Whitlow S.I. Ice core evidence for a second volcanic eruption around 1809 in the Northern Hemisphere//Geoph. Res. Lett. 2006. V. 33, N 14. P. L14706. 54. Zielinski G.A. Use of paleo-records in determining variability within the volcanism-climate system//Quarter. Sci. Rev. 2000. N 19, N 1-5. P. 417-438.