气候变化及其影响.doc

第四章 气候变化及其影响§4.1 概述一、问题的重要性1、气候是变化的地球形成至今大约经历了 46 亿年，在这 46 亿年里，气候始终处于不断的变化当中，冷暖交替干时变换，时地球气候演变的基本特点2、气候变化的影响气候变化的空间尺度有全球性 的，也有局域性的其变化对人类的进化和发展，生物、海洋、地质等都有重要的影响，并且也受到这些过程的反馈气候变化的研究涉及了气象学、生物学、考古学、地质学、地理学、天文学、水文学、海洋学以及人类进化和发展史等学多学科，而研究气候变化又用到了物理学、化学、生物学、数学等学科所以可见，气候变化的研究是多么复杂二、气候变化的时间尺度1、时间尺度：气候变化的时间尺度有长达数百万年，甚至数千万年的冰期和间冰期循环，也有几十万年、万年、千年、百年、几十年甚至几年的气候变化现在世界上气候学家公认的气候变化时间有以下几种：（1） 106－10 8 年：大冰期气候、大间冰期气候（2） 105 年：亚冰期与亚间冰期气候（3） 104 年：副冰期、副间冰期气候（4） 102－10 3 年：寒冷期与温暖期气候（5） 100－10 1 年：世纪及世纪内气候变化（包括年代际、年际尺度的变化）2、气候史分级根据时间尺度和研究方法，地球气候史可分为三个阶段：（1）地质历史时期气候变化：① 地质历史时期的气候变化主要指距今 22 亿年（其中了解较多的是 6 亿年以来）——1万年的气候变化。

② 其气候特点：a、 冰期与间冰期交替出现b、 气候变化时间尺度在 10 万年以上c、 温度振幅为 10－15ºC2）历史时期的气候变化① 时间：一般指距今 1 万年左右以来的气候变化② 气温变化：气温变化振幅一般为 5－10ºC（3）近代气候变化主要描述一、二百年以来有气象记录时期的气候变化§4.2 地质历史时期的气候变化一、地球年龄的计算方法研究过去的气候，需要一个时间的概念，地质上计算地球年龄的方法有两种，一种为同位素年龄，即绝对年龄，另一种为相对地质年代1）同位素年龄：以年或百万年为单位，表示的是矿物和岩石形成到现在的确切年龄目前世界上已知的最古老的岩石发现于格陵兰，距今约 38 亿年，由此推算可知地球的年龄约为 46 亿年2）相对地质年代① 定义：是将地质历史划分为一些自然阶段来表示地质事件发生和岩石形成的先后顺序，其年代根据地层和古生物确定② 划分：根据生物演化阶段和地层顺序可以把地质历史划分为若干大小不同的时间单位，称地质时代单位，这些单位有大到小依次为：宙、代、纪、世，在这些单位内形成的地层称地层单位，相应的为宇、界、系、统一一对应宙（宇） 、代（界） 、纪（系） 、世（统）是国际上运用的名称 和时代（地层）划分单位。

③ 地质年代表（书 725 页）③二、地质历史时期的古气候变迁1、时间范围对古气候变迁史人们认识较为充分的主要是距今约 6 亿年以来的变化，二前 40 亿年，由于地质证据不足，或因冰川活动范围有限，没有留下或还没有发现大范围的冰川地层的存在，故仍在探索阶段2、气候变化特点① 地质时期世界古气候变迁的基本特征是温暖大间冰期与非常寒冷的大冰期的反复交替出现② 在大冰期内，大陆覆盖大面积的冰盖和山地冰川，气温和雪线同时下降在大间冰内气候变暖，冰川消融退缩，冰盖仅局限于南极和格陵兰，气温和雪线同时上升③ 大冰期和大间冰期中纬度气温变化可达 10ºC 以上3、大冰期——大间冰期的划分目前，公认的全球至今已出现过了 3 次大冰期和 2 次大间冰期（也有人认为 10 亿年来经历了 6 次大冰期，分别出现在 9.7 亿、7.6 亿、6.7 亿、4.3 亿、2.7 亿和 150 万年） 1）第一次大冰期：① 时段：距今约 6 亿年，称为震旦纪大冰期② 分布：这次冰期保留下来的冰碛层发现于除南极洲以外的全部大陆，在中国的新疆、西南、南方和中部，印度、前苏联的亚洲部分，欧洲的挪威、苏格兰、格陵兰、法国，北美的大湖区，非洲的中部和南部，澳大利亚的中南部等地区都有发现。

表明这期冰川的活动具有全球性，是一次是是金额规模的大冰期，范围广，历时长③ 气候特点：主要特点是气候寒冷，但也有不同类型的气候存在，如我国目前的黄河以北地区，在当时是温暖、干燥的气候2）第一次大间冰期① 时段：距今 3－6 亿年，历时 3.3 亿年，称寒武纪－石炭纪大间冰期共经历了寒武纪奥陶纪、志留纪、泥盆纪和石炭纪 5 各地质时期② 气候变化特点A 总体特点：气候显著变暖，冰川后退，雪线升高B 分段特点：a、 寒武纪－志留纪：气候变暖，干湿气候带分布明显；欧洲有三个迥然不同的气候带，中国北部为干燥气候带b、 志留纪后期－泥盆纪前期：气候又有变冷趋势，旦影响范围不大，持续时间也不长，主要出现于阿拉斯加，加拿大东部和非洲南部地区c、 泥盆纪中期：气候迅速回暖d、 泥盆纪后期：中国气候有明显分区，昆仑山以南经阿尔金山到云南东部，有一明显的干燥带而辽东半岛、太行山西坡和西南坡、四川南部、贵州北部和西北部为湿润区e、 石炭纪：气候为典型的暖和湿润气候全球均出现海洋性气候特点，森林广布，这一时期是地质历史上最重要的成煤期当时的树木缺少年轮，表明当时树木终年生长，没有明显的冷暖、干湿的季节区别3）第二次大冰期① 时段：距今 2－3 亿年，始于石炭纪末期，止于二迭纪中期，称为石炭－二迭纪大冰期。

② 分布：主要分布于南半球，北半球除印度外，尚未发现这次大冰期遗迹③ 气候特点：寒冷为其基本特点，但气候的分带性明显，中国西部、西伯利亚、北欧和北美地区为干燥带干燥带外围为温暖的湿润气候带干燥带的南面，包括中国南部、中南半岛、马来半岛南部和欧洲南部为潮湿炎热的气候带4）第二次大间冰期① 时段：距今 2 亿年－200 万年，历时 2.2 亿年，包括整个中生代的三迭纪、侏罗纪、白垩纪直到新生代的第三纪称三迭纪－第三纪大间冰期② 气候特点A 总体特点：温暖而湿润B 分段气候特点：a、 三迭纪：中国、欧洲、北美红色和紫色的地层很普遍，表明当时气候炎热氧化作用强地层中常含有石膏河食盐层，说明气候干燥b、 侏罗纪：中国地层普遍分布有煤、粘土、耐火粘土等，表明为湿热气候；侏罗纪中期，中国气候可分为南方热带和北方温带；侏罗纪后期，欧亚大陆干燥气候带再次出现c、 白垩纪：是干燥气候继续发展时期，帕米尔，昆仑山、费尔干和西部塔吉克已具有沙漠和半沙漠性质，并向西南伸入阿拉伯沙漠我国也现一条干燥带，西起新疆碦什噶尔河，经天博克达山区向东南延伸到阿尔金山区，再经甘肃向东南直到江西南部d、 新生代的早第三纪：世界气候更均匀地变暖。

e、 第三纪：东亚大陆气候趋于湿润（5）第三次大冰期①时段：200 万年至今，称第四纪大冰期，什距今最近的一次大冰期，有理由认为我们现在还处于第四纪大冰期期间，下面将专门介绍4、大冰期－大间冰期气候变化的总体特征（1） 大冰期气候寒冷，大间冰期温暖，甚至炎热2） 大冰期持续时间较短，一般约为千万年；大间冰期持续时间较长，一般为2－3 亿年3） 大冰期内和大间冰期内，气候也是变化的；即大冰期的寒冷气候中也有一些时段或地区气候相对较暖；大间冰期的温热气候中也有一些时段或地区气候相对较冷三、第四纪古气候变迁1、意义第四纪什地质史上最新的一个时间单位，这一时期是人类社会出现和发展的时期研究第四纪气候的变化历史及其规律有着非常重要的作用研究古气候及其变化的意义：为了将古论今，然后将今而知未来如何将古论今：先从现在气候变化探讨古气候的变化，再由古气候的变化探讨其变化规律和演变机制，从而可以作出未来气候的预测2、第四纪气候的基本特征（1）全球特点：第四纪气候以全球性变冷为最突出的特征，同时又有多次冷暖、干湿波动，表现为冰川作用的盛衰和气候带的移动，即冰期和间冰期的更替① 冰期时，温度普遍降低，相对湿度增大，其中以中高纬度降低增大；降雪量增加，冰川不断发展扩大，形成大陆冰盖；气候带向低纬方向移动；在山区则形成山岳冰川，并向山麓地带扩张。

② 间冰期时，全球气候回升；降雪量减少降雨量增加；冰川消融，当消融超过积累时，冰川大规模后退首先从中纬地区开始逐渐向高纬退缩，冰盖缩小，最终甚至消失，广大地面重新出露，气候温暖湿润，生物繁茂，气候带相应地向高纬和高海拔地带移动2）中低纬非冰川区特点：当某些中高纬度及高山地区出现冰川的增长与消融交替时，在非冰川地区的冰期和间冰期在中低纬度地区表现为多雨期和间冰期，多雨期时，雨量充沛，湖泊水位上升，湖面扩大，气候温凉潮湿；间冰期，雨量减少，湖泊水位下降，湖面缩小，气候干燥炎热3）区域差异：冰期时，个大陆气候条件及冰川规模并不相同，如欧洲和北美，温度低，湿度大，有利用于冰川形成和发展；亚洲北部，气温虽然很低，但湿度小，不利于冰川形成和发展中纬度大陆内部，形成大面积的沙漠和黄土间冰期时各地同样存在差异4）不同阶段特点： ① 冰期发展的各阶段，气候也各不相同a、 初期，温度下降，相对湿度增高，出现湿冷气候，冰川急速发育b、 最盛期，温度继续下降，湿度相应减小，降水量随之减少c、 冰期末期，温度逐渐升高，冰川开始消融，相对湿度很低，出现干凉或干温气候② 间冰期气候也有阶段性a、 初期，温度回升，但仍较低，相对湿度低，降水也少，气候干冷。

b、 盛期时，温度高，湿度大，降水多，为典型的温暖湿润的间冰期气候c、 末期则为湿凉气候3、冰期－间冰期气候变迁研究表明第四纪开始以来，有多次冰期间冰期的循环综合起来基本有以下几次：（1） 距今 240 万年的气候变冷事件，全球变冷变干显著，我国北方黄土开始堆积，南非、东非由森林转化为草原2） 距今 180 万年，称气候适宜期，气候温暖3） 距今 115 万年，极干冷期，证据：黄土沉积、粉尘颗粒最大4） 距今 80 万年前的干冷期，干冷持续时间长5） 距今 60 万年前后和距今 45 万年前后的极干冷期，是 140 万年以来最干冷的时期6） 距今 17 万年前后的极干冷期，中国西部冰川规模比末次冰期还大，黄河源形成小冰盖7） 距今 12 万年的气候最适宜期，是今 100 万年以来最暖的时期8） 1 万年以来，即全新世气候适宜期4、晚更新世气候变迁（1）时段① 总时段：晚更新世始于最近的一个间冰期的开始期，一般认为是 140KaB.P.左右，由于最近一个冰期的结束，约在 10 KaB.P.时，然后进入全新世晚更新世是第四纪以来最近的一个完整的冰期——间冰期的气候波动② 间冰期时段气候：晚更新世间冰期约从 130 KaB.P.到 74 KaB.P.这是晚更新世最湿的阶段。

我国西比地区植被状况较好，以针、阔叶林为主③ 冰期气候：晚更新世冰期是距今最近的一次冰期，又称末次冰期约从 74 KaB.P.到 10 KaB.P.随即进入全新世末次冰期气候非常干冷2）黄土古土壤证据晚更新世以来黄土区经历了 5 个不同的气候事件，分别是：① 14——7.5 万年，晚更新世早期的温湿期② 7.5——5 万年，晚更新世后期早段的干冷期③ 5——2.5 万年，晚更新世后期中段的凉湿时期④ 2.5——1 万年，晚更新世后期晚段的干冷时期⑤ 1 万年以来，全新世的温湿期5、全新世气候变迁（1） 时段：全新世是最近的一个地质时代，一班认为约从 1 万年以前至今全新世可分为三个阶段：早全新世、中全新世和晚全新世分别以一次显著的高温事件为界，这两次事件分别出现在 8.4——8.5 KaB.P.和 3.0——2.9 KaB.P.2） 早全新世（10 KaB.P.——8.4 KaB.P.）这是全新世三个阶段中最干冷的时期3） 中全新世（8.4 KaB.P.——3.0 KaB.P.）中全新世是暖湿时期，特别地中全新世前半期是全新世最暖湿的阶段，也称为气候最适宜期，季风区向北扩展，西北、华北变暖、变湿明显，当时气温比现在高 2.5ºC。