全球气候变化.ppt

全球气候变化;主要内容;在时间坐标上环境演变的基本表现形式 （据Hare 1979年修改） ;1、 6500万年前地球气候; 地球历史早期时太阳的光度比现代低20～30％，如果按照现代大气成分估算，地球的平均温度在20亿年以前均应处于冰点以下，大气中含量远高于现代的CO2等温室气体的强温室作用应是地球保持温暖状态的原因。;地球气候的长期演变(L. A. Frakes,1984） ;至迟在距今20亿年前后，现代意义的板块运动的开始。自此之后，地壳的演变主要表现为大陆的合并与解体的板块运动旋回阶段。 可能在距今11.5亿年前后存在一个主要大陆块联合在一起的古联合大陆（Proto-Pangaea）时期， 在距今10～6亿年期间，古统一大陆解体。 ;现代的海陆分布格局是由约200MaBP的泛大陆和泛大洋分裂形成的。 ;理想泛大陆的气候状况模拟(据Kutzbach和Gallimore, 1989；引自R.J. Huggett, 1991) ;石炭纪和白垩纪时期的自然带分布（引自白顺良等，1984） ;2、6500万年以来新生代气候;大洋传送带 洋流是自然界的冷热水管。洋流变动与气候变化密切相关，互为因果。;新生代以来的大陆漂移与温度变化（M.A.J. Williams等，1997） ;白垩纪到早第三纪的大洋环流及其与晚第三纪以来大洋环流的对比(J. Rogers,1993） ;?13C显示的7MaBP前后巴基斯坦和北美地区从C3植物到C4植物的转化（引自Turekin,1996） ;东非地区2.4MaBP前后环境的变化（引自Steven M. Stanley, 1995） ;晚新生代的变冷和干旱化不仅限于从西撒哈拉经阿拉伯到印度西北部的广阔热带干旱带，也不限于北半球。中国从2.4MaBP开始出现黄土沉积，地中海地区的夏季干旱也在此时出现。热带安第斯地区的植物群于2.5MaBP发生显著变化。南美、南非和澳大利亚地区虽尚无法准确地确定时间，但地貌学、地球化学、动植物方面的证据均表明新第三纪干旱化的趋向。;新生代以来自然带格局变化示意图 ;3、第四纪气候变化;深海沉积记录的第四纪气候旋回;地球轨道参数变化及其引起的地球接收太阳辐射的变化 ;NATURE | VOL 429 | 10 JUNE 2004;第四纪万年尺度气候变化原因;Set points at ca. 200 290 ppm;;转换过程的不对称性 冰期与间冰期之间的转换是不对称的，从间冰期向冰期的过程是缓慢的、阶段性的，缓慢的变冷过程可能会持续70～90ka，其间并发生数次轻微回暖的阶段；从冰期向间冰期的变化是迅速的，冰川融化只需要8ka的时间，冰川的退缩使环境迅速转变为现代的间冰期。;Source: Labeyrie et al (2003) In: Paleoclimate, Global Change and the Future, Springer.;末次间冰期以来的大气CO2含量变化(A)、温度变化(B)、深海?18O变化(C)与海平面变化(D)。(Barnola等，1987；Chappell等，1986) ; 南极冰芯中15kaBP以来的全球变化记录:a.微粒的体积浓度，b.非海相硫酸盐的含量，c.CO2含量，d.?18O，e.估计的降水率，f.推测的古温度。（引自Williams,1997） ; 北半球冰盖的发育按照这样的模式：冰雪积累形成冰盖的过程十分缓慢，但冰川融化、冰盖退缩的过程却十分迅速。冰盖随冰期－间冰期的转换发生大幅度的往复进退（以深海δ18O的变化为代表），这一过程既是对全球温度变化的响应，同时也对全球温度变化起到强烈的正反馈作用。 ;与冰盖的扩张与收缩相关联的是全球海平面的升降。在从间冰期向冰期转换的过程中，大量的水分被从海洋转移到冰盖中固定下来，导致全球海平面随着冰盖的强烈扩张而发生大幅度下降。由于冰期大洋缩小、海面蒸发减弱，导致全球降水减少，气候变干，陆地冰盖因缺少水分供应而不会无限制增大，使冰盖－反射率反馈不致无限制增加。;“下削” 机制的意义在于，冰退作用的增强不是靠大气的增温使冰体融化，而是靠崩裂的海冰随海流漂走之后由海水的热量使冰融化。 ;大气温室气体的反馈与气溶胶反馈;冰期降水减少、风速增大、经向环流增强，浅海大量出露为大陆，陆地植被覆盖降低，有大量的尘埃由陆地吹向海洋，甚至到达南极中部，冰芯中粉尘浓度在冰期时增大，冰期最盛期的冰芯中粉尘浓度是冰后期的70倍。气溶胶粒子在大气中的载荷增大具有正反馈效应，能将太阳辐射反射回太空，从而加速地面冷却，使冰期加剧。间冰期时情况则相反。;地表风蚀;北京斋堂黄土的粒度与磁化率的变化（线框表示冬、夏季风存在位相差的时段。熊尚发等，1996） ;过去250kaBP以来，在岁差周期内，东赤