علم المناخ الشجري

تشمل العوامل المناخية التي تؤثر على الأشجار درجة الحرارة، والهطول، وأشعة الشمس، والرياح. وللتمييز بين هذه العوامل، يجمع العلماء معلومات من "مناطق الأشجار المحدودة". ومن أمثلة هذه المناطق خط الأشجار في المرتفعات العليا: حيث يُتوقع أن تتأثر الأشجار بتغيرات درجة الحرارة (المحدودة) أكثر من تأثرها بتغيرات الهطول (الزائدة). وعلى العكس، يُتوقع أن تتأثر خطوط الأشجار في المرتفعات المنخفضة بتغيرات الهطول أكثر من تأثرها بتغيرات درجة الحرارة. هذا ليس حلاً مثالياً، إذ لا تزال عوامل متعددة تؤثر على الأشجار حتى في "منطقة الأشجار المحدودة"، ولكنه يُساعد. نظرياً، يُفترض أن يسمح جمع عينات من مناطق أشجار محدودة قريبة من أنواع مختلفة (مثل خطوط الأشجار العليا والسفلى على الجبل نفسه) بإيجاد حلول رياضية لعوامل مناخية متعددة .

تشمل العوامل غير المناخية التربة، وعمر الأشجار، والحرائق، والتنافس بين الأشجار، والاختلافات الجينية، وقطع الأشجار أو أي تدخل بشري آخر، وتأثير الحيوانات العاشبة (وخاصة رعي الأغنام)، وانتشار الآفات، والأمراض، وتركيز ثاني أكسيد الكربون _. بالنسبة للعوامل التي تتغير عشوائيًا مكانيًا (من شجرة لأخرى أو من مجموعة أشجار لأخرى)، فإن الحل الأمثل هو جمع بيانات كافية (عينات أكثر) للتعويض عن التشويش المُربك. يُصحح عمر الأشجار باستخدام طرق إحصائية متنوعة: إما بتطبيق منحنيات التجزئة على سجل الأشجار الإجمالي أو باستخدام أشجار متقاربة العمر للمقارنة عبر فترات زمنية مختلفة (توحيد المنحنى الإقليمي). يساعد الفحص الدقيق واختيار الموقع على الحد من بعض التأثيرات المُربكة، على سبيل المثال اختيار مواقع لم يمسها الإنسان الحديث.

بشكل عام، يفترض علماء المناخ وجود علاقة خطية بين عرض حلقات النمو والمتغير محل الاهتمام (مثل الرطوبة). مع ذلك، إذا تغير المتغير بشكل كبير، فقد يتوقف تأثيره أو حتى ينعكس. يعلم البستاني المنزلي أنه يمكن الإفراط في ري النباتات المنزلية أو التقليل منه. إضافةً إلى ذلك، من المحتمل حدوث تأثيرات تفاعلية (على سبيل المثال، قد يؤثر حاصل ضرب درجة الحرارة في معدل الهطول على النمو، كما يؤثر كل من درجة الحرارة ومعدل الهطول على حدة). كذلك، تساعد "المنطقة المحددة" في عزل المتغير محل الاهتمام إلى حد ما. على سبيل المثال، عند خط الأشجار العلوي، حيث يكون نمو الشجرة محدودًا بالبرودة، فمن غير المرجح أن يكون للتأثيرات غير الخطية لارتفاع درجة الحرارة ("المعادلة التربيعية المعكوسة") تأثيرٌ عدديٌّ ذو دلالة على عرض حلقات النمو خلال موسم النمو.

يمكن للدراسات النباتية أن تساعد في تقدير تأثير المتغيرات الدخيلة، وفي بعض الحالات، توجيه تصحيحاتها. قد تكون هذه التجارب إما تجارب يتم فيها التحكم بجميع متغيرات النمو (كما في البيوت الزجاجية )، أو تجارب يتم فيها التحكم جزئيًا (كما في تجارب FACE [تعزيز تركيز الملوثات المحمولة جوًا] - أضف مرجعًا)، أو تجارب يتم فيها رصد الظروف الطبيعية. في جميع الأحوال، الأهم هو تسجيل عوامل النمو المتعددة بدقة لتحديد العوامل المؤثرة في النمو. (أضف مرجعًا لورقة بحثية من Fennoscandanavia ). بهذه المعلومات، يمكن فهم استجابة عرض الحلقات بدقة أكبر، وتصبح الاستنتاجات المستخلصة من حلقات الأشجار التاريخية (غير المرصودة) أكثر دقة. من حيث المبدأ، يشبه هذا مبدأ الحد الأقصى للنمو، ولكنه أكثر كمية - أشبه بالمعايرة.

تكمن مشكلة التباين في عدم التوافق بين درجات الحرارة المقاسة بواسطة مقاييس الحرارة (درجات الحرارة الآلية) من جهة، ودرجات الحرارة المعاد بناؤها من كثافة الخشب المتأخر أو عرض حلقات الأشجار من جهة أخرى، في العديد من مواقع خط الأشجار في الغابات الشمالية .

بينما تشير معالجة وتحليل البيانات المستقاة من سجلات الترمومترات إلى وجود اتجاه احتراري ملحوظ، فإن حلقات الأشجار في هذه المواقع تحديدًا لا تُظهر تغيرًا مماثلًا في أقصى كثافة للخشب المتأخر، أو في بعض الحالات، في عرضها. ولا ينطبق هذا على جميع هذه الدراسات. ^{[ 2 ]} وعندما ينطبق، فإن اتجاه درجة الحرارة المستخلص من حلقات الأشجار وحدها لن يُظهر أي احترار ملحوظ. وبالتالي، فإن رسوم درجة الحرارة المحسوبة من درجات الحرارة المسجلة بالأجهزة ومن مؤشرات حلقات الأشجار هذه "تتباعد" عن بعضها البعض منذ خمسينيات القرن الماضي، وهو أصل المصطلح. ويثير هذا التباعد تساؤلات واضحة حول ما إذا كانت قد حدثت تباعدات أخرى غير مكتشفة في الماضي، قبل عصر الترمومترات. ^{[ 3 ]} هناك أدلة تشير إلى أن التباعد ناتج عن أنشطة بشرية، وبالتالي يقتصر على الماضي القريب، ولكن استخدام المؤشرات المتأثرة قد يؤدي إلى المبالغة في تقدير درجات الحرارة السابقة، مما يقلل من شأن اتجاه الاحترار الحالي. لا تزال الأبحاث جارية لإيجاد تفسيرات وطرق للتوفيق بين هذا التناقض بين تحليل بيانات حلقات الأشجار والبيانات المستندة إلى مقياس الحرارة. ^{[ 2 ]}