Index:Climatic Cycles and Tree-Growth - 1919.djvu

Title	Climatic Cycles and Tree-Growth
Author	Andrew Ellicott Douglass
Year	1919
Publisher	Carnegie Institution of Washington
Location	Washington
Source	djvu
Progress	Done—All pages of the work proper are validated
Transclusion	Fully transcluded
Validated in	August 2012

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I. Introduction

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Trees suitable for climatic study

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Introduction to special studies on the yellow pine

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Location

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Climate and seasonal conditions.

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II. Preliminary studies on the yellow

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Yearly identity and the dating of rings

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Cross-identification

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Cross-identification and climate.

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Month of beginning annual means

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The time of year of ring formation

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Significance of subdivisions in rings

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Number of trees necessary for reliable results

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Direction of maximum growth

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Rate of growth and age

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Growth and soil

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III. Collection of sections

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The first Flagstaff group of 25 sections

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Subgroups

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First suggestion of cross-identification

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The Flagstaff 500-year record

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The second Flagstaff group of 7 sections

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The Prescott group

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South of England group

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Outer coast of Norway group

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Inner coast of Norway group

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Christiania group

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Central Sweden group

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South Sweden group

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Eberswalde (Prussia) group

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Pilsen (Austria) group

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Southern Bavaria group

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Old European trees

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Windsor (Vermont) group

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Oregon group

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The Sequoia group

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The Sequoia journey of 1918

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IV. Details of curve production

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Preparation of radial samples

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Form of sample

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Method of cutting

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Preparation for measurement

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Identification of rings

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Fire-scars

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Cross-identification between distant points

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The difficult ring 1680

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Measuring

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Tabulating

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Averaging

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Smoothing

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Standardizing

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Plotting

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Problems in plotting

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V. Correlation with rainfall

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Result of study of curves

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Early tests of 'rainfall correlation

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The Prescott correlation

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Accuracy

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Mathematical relation of rainfall and growth

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Character of the conservation term

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Summary

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Sequoia correlation with rainfall

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Future work

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Meteorological districts

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Meteorological districts and growth of trees

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Arizona and California

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Meteorological districts and solar correlation

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VI. Correlation with sunspots

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Dry-climate tests

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Wet-climate reaction

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The European groups

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Windsor (Vermont) correlation

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The sunspots and their possible causes

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Appearance

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Suggested causes of sunspots

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Length of the sunspot period

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Tree-growth and solar activity

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VII. Methods of periodic analysis

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Need for such analysis

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Proportional dividers

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The optical periodograph

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Schuster's periodogram

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The optical periodogram

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Application to length of sunspot period

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Production of differential pattern

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Theory

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The automatic optical periodograph.

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The curve

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Track and moving mechanism

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Differential pattern mechanism

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The periodogram mechanism.

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Periodograms

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Resolving power of the periodograph

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VIII. Cycles

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Significance of cycles

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Predominant cycles

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Locality and solar cycles

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Illustrations of cycles

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101

The 11-year cycle

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101

The 11-year cycle in sequoia

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102

Correlation curves

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103

Double and triple cycles

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103

A 2-year cycle

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Periodograph analyses

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Differential patterns

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The ll-year cycle

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Changes in the 11-year tree-cycle of Arizona

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Sequoia pattern

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Other solar cycles

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The 100-year cycle

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Illustration by the periodograph

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Summary

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Addendum

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Appendix

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Tables of mean tree-growth by groups

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Climatic Cycles and Tree-Growth/Bibliography

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page

Plate 1

A. Bottomless pits near Flagstaff, illustrating drainage through limestone

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B. Yellow pine forest of northern Arizona

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Plate 2.

Cross-identification of rings of growth in yellow pine (Pinus ponderosa)

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Plate 3.

A. Section of Scotch pine from Southern England

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B. Section of Scotch pine from coast of Norway

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Plate 4.

A. Section of Scotch pine from Ös, Norway

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B. Section of Scotch pine from Dalarne, Sweden

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Plate 5.

A. Upland contours, above Camp 6 in Sequoia Grove: D-19

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B. Basin contours, Indian Basin, looking S. E. : D-12 and 13 in center.

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Plate 6.

A. Cutting radial sample from end of log, Converse Hoist, D-20, age 2800 years

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B. Site of oldest tree. Converse Hoist, D-21, age 3200 years

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Plate 7.

A. Cutting sample from stump, Enterprise: D-22, age 3000 years

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B. Centennial stump. Enterprise; cut in D-23, age 3075 years

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Plate 8.

A. Section of Scotch pine from Eberswalde, Prussia, showing solar rhythm

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B. Another section from the same forest, showing same rhythm

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Plate 9.

A. Periodogram of the sunspot numbers, 1755-1911. Corrugations show periods. The numbers give length of period in years. The white line is the year 1830 and shows phase

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B. Differential pattern used in making the periodogram, consisting of the sunspot curve mounted in multiple

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C. Same pattern photographed out of focus to show discontinuities in the vertical lines

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D. Sweep of sunspot numbers, 1755-1911

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E. Differential pattern of sunspot numbers made by the periodograph process

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Plate 10.

A. The automatic optical periodograph.

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B. Differential patterns of Sequoia record, 3200 years at 11.4

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Plate 11.

A. Periodogram — of standard 5-year period

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B. Periodogram of mixed periods

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C. Periodogram of sunspot numbers 1610-1910

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D. Periodogram of Flagstaff 500-year record to show cycles between 4 and 15 years of length

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E. Periodogram of same continued to 25 years

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Plate 12. Differential patterns;

a. Sunspot numbers, 1610-1910 at 11.4.

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b. 57 European trees, 1830-1010 at 11.4.

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c. 80 European trees, 1800-1910 at 11.4.

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d. South Sweden, 1830-1910 at 12.0

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108

e. Vermont group, 1650-1910, at 11.3

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108

f. Flagstaff group, 500 years, at 11.4

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g. Flagstaff group at 23.6 years 108

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h. Norway, 1740-1910, at 23.8 years

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108

i. Austria, 1830-1910, at 22.0 years

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108

j. Norway, N-2 400 years, at 33.0

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108

k. Vermont, 250 years, at 32.5

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108

l. Sweden, 1740-1910, at 37.0

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108

m. Sequoia, 1300-250 B. C, at 33.0

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108

n. Flagstaff, 500 years, at 33.0

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108

o. Sequoia, 3200 years at 101

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p. Flagstaff, 500 years at 120

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q. Standard 5-year period at 5.0 years.

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r. 5 to 10 year logarithmic variable period at 8.0

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1.

Effect of monthly "distribution" of precipitation on thickness of rings of growth; Prescott, Arizona

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19

2.

Monthly and yearly precipitation at Prescott, and size and character of rings

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21

3.

Annual growth of trees at Flagstaff from 1385 to 1906, A. D

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25

4.

Comparison of two Flagstaff groups. Variations in annual rainfall according to month of beginning annual means .

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26

5.

Growth of individual trees compared with precipitation at Flagstaff

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6.

Annual growth of trees near Prescott, Arizona

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7.

Annual rainfall and growth of trees (Group V) at Prescott. Dotted line =rainfall. Solid line=growth

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29

8.

The nine European groups

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31

9.

Sunspots and growth of trees at Eberswalde, Germany

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38

10.

Growth of old European trees. A. Six Norwegian trees, mostly from inner fjords. B. Eight trees from Dalarne, Sweden

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40

11.

Oregon group. Curve No. 1, actual tree growth; No. 2, trees growth departures, smoothed; No. 3, sunspot numbers displaced 2 years to left ....

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43

12.

Cross-identification in first five sequoias and gross rings in No. 1

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48

13.

Correlation between tree growth and rainfall in smoothed curves; Flagstaff.

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14.

Early test of correlation between tree growth and rainfall by years; Flagstaff

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66

15.

Relation of tree growth and rainfall at Prescott. Tree growth and rainfall uncorrected

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Five-year smoothed curves of growth and rainfall

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Accumulated rain and smoothed tree growth

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Actual tree growth and growth calculated from rain

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19.

Actual rain and rain calculated from tree growth

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20.

Huntington's early curves of sequoia growth and rainfall compared with growth calculated by a conservation formula

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21.

Comparison of Fresno rainfall (after Huntington) and sequoias D-1 to 5. .

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22.

Sunspot numbers and annual rings in spruce tree from south Sweden

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23.

Six European groups, standardized and smoothed

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24.

Three European groups, standardized and smoothed

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25.

Comparison between 57 north Europe trees (smoothed) and sunspot numbers. The trees are from England, Norway, Sweden, and north Germany

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26.

Dates of large rings in 80 European trees compared with sunspot curves. Ordinates give number of trees in total of 80 showing maxima in respective years

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27.

Tree growth at Windsor, Vermont, showing measures uncorrected; same standardized and smoothed, and sunspot numbers displaced 3 years to left

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28.

Smoothed quarterly rainfall (upper curve), sunspot numbers (center), and tree growth (lower) at Windsor, Vermont, 1835 to 1912

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29.

Correlation curves of solar cycle, rainfall, and tree growth at Windsor, Vermont, 1835 to 1912

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30.

Schuster's periodogram of the sunspot numbers

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31.

Diagram of theory of differential pattern in periodograph analysis

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32.

Smoothed curve of Arizona pines showing the half-sunspot period for 120 years

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33.

Changes in the 11-year period in 500 years. Solid line, Arizona pine; dotted line, sequoia

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34.

Correlation CTirves in the 1 1-year cycle

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35.

Early curve of Arizona nines from 1700 to 1900 A. D. (No. 4) compared with double and triple sunspot cycles combined (No. 3)

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36.

Double sunspot period in tree growth at inner fjords of Norway; lower curve a 22.8-year cycle

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37.

Double sunspot rhythm in sequoia, D-12 about 300 A. D

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38.

Triple sunspot cvcle in a single tree from northern Norway. Lower curve, a 34-year cycle

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39.

D-22 at 750 to 660 B. C, showing a 2-year period

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106

40.

Two differential patterns of Huntington s preliminary 2000 year sequoia record. The most prominent cycle is about 105 years in length, shown in the upper diagram

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Index:Climatic Cycles and Tree-Growth - 1919.djvu

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