冰冻圈概论思考题.doc

冰冻圈科学概论 秦大河部分名词解释：（辞典上没有）1.辐射强迫是对某个因子改变地球大气系统射入和逸出能量平衡影响程度的一种度量，它同时是一种指数，反映了该因子在潜在气候变化机制中的重要性。冰冻圈的分类和地理分布 任贾文第一节 冰冻圈的全球分布、组成和分类第二节 陆地冰冻圈的分类及分布第三节 海洋冰冻圈的分类及分布第四节 大气冰冻圈的分类及分布冰冻圈的形成与发育 任贾文第一节 冰冻圈形成和发育的条件第二节 冰冻圈形成和发育的物理基础第三节 积雪和其他固态降水的形成第四节 冰川（盖）的形成与发育第五节 冻土的形成和发育第六节 海河湖冰的形成与发育不同尺度的冰冻圈演化 任贾文第一节 构造尺度冰冻圈演化第二节 轨道尺度冰冻圈演化第三节 晚更新世亚轨道尺度冰冻圈演化第四节 全新世以来冰冻圈变化第五节 小冰期以来冰冻圈变化第六节 冰冻圈现状和未来变化趋势米兰科维奇理论：他提出了地球冰期循环是地球轨道变化改变了季节之间的热平衡而引起的理论。气候变化存在着三个天文周期：每隔2万年，地球的自转轴进动变化一个周期（称为岁差）；每隔4万年，地球黄道与赤道的交角变化一个周期；每隔10万年，地球公转轨道的偏心率变化一个周期。末次间冰期：即为末次冰期的前期。末次冰期是指到目前为止地球历史上的最后一次大冰期。D/O循环（事件/旋回）：格陵兰深冰芯记录揭示出末次冰期内存在多次持续几百至几千年的相对温暖期。Y/D事件（新仙女木事件）是末次冰向全新世过渡时期的急剧升温过程中最后一次的快速降温转冷事件。Heinrich冷事件（H事件）Heimich事件以北大西洋发生大规模冰川漂移事件为标志，代表大规模冰山涌进的气候效应而产生的快速变冷事件。B-A事件：晚冰期期间（即末次冰期向全新世过渡的时期）新仙女木事件之前的Boling事件和Allerod事件，均为暖期。思考题：总辐射强迫为正值，导致气候系统对能量的吸收。二氧化碳是对总辐射强迫的最大贡献。气候变化的驱动因素：大多数温室气体浓度的持续增加；在改进的估算中气溶胶冷却比以前估算的要低。1. 冰冻圈变化的观测和冰量计算通过野外观测和实验室分析测试可以获得冰冻圈变化的观测数据。冰量的计算采用物质平衡2. 未来冰冻圈变化预估IPCC AR5对冰冻圈全的预估认为，未来几十年至21世纪末，冰川、海冰，积雪和冻土都会持续萎缩。但预估的信度较低，这不仅是因为影响冰冻圈变化的温度、降水等的预估结果存在一定的不确定性，而且冰冻圈自身的物理过程和对气候的响应机理比较复杂。3. 冰冻圈变化对海平面上升的贡献冰冻圈变化对海平面上升的贡献极为重要。由IPCC AR5中的可以得到以下信息：最近几年海平面上升速率几乎没有增加（AR4中变化范围较大也可能是部分原因）；海洋热膨胀的贡献有所减小，这很可能是近几年海平面上升速率增加不明显的主要原因；冰冻圈贡献上升到第一位，尤其是冰盖的贡献不仅增大，而且不确定降低。如果这种趋势继续，冰盖的贡献将会超过冰川。海洋热膨胀、冰川冰盖及陆地水储量变化是近百年海平面上升到的主要贡献因素。冰冻圈的物理特征 任贾文第一节 冰的主要物理性质概述介绍冰的晶体结构、力学性质、热学性质和电学光学性质第二节 冰冻圈主要要素动力学特征介绍冰川的运动和动力学特征、冻土力学特征、海河湖冰动力学特征第三节 冰冻圈主要要素热学特征介绍冰川和积雪热学特征、冻土中的水热迁移、海河湖冰动力学特征第四节 冰冻圈主要要素的电学光学特征介绍冰冻圈的反照率特征和电磁学特征冰冻圈化学 康世昌第一节 冰冻圈化学成分的来源第二节 冰川化学特征第三节 冻土化学特征第四节 河湖冰化学特征第五节 海冰化学特征思考题解答：1. 冰川化学的气候环境意义冰川化学：被雪所捕获的各类杂质，用于解释过去大气化学成分的一种手段，是冰芯古气候古环境研究的基础。根据冰川化学中各元素的浓度随时间的变化、现代条件下这些物质的分布状况及其来源和传输过程的研究，可反演过去大气环境的变化，为预测未来环境变化提供重要的依据。2. 多年冻土区碳循环对气候的反馈作用陆面过程中，碳循环是不可缺少的一环。随着全球气候变暖，多年冻土退化加速，导致多年冻土中的含碳气体释放，主要是二氧化碳和甲烷。这两种气体都是温室气体，从而导致大气温室气体增加，加剧了气候变暖。PPT中图记得绘上。3. 海冰化学过程的环境意义海冰占地球表面约7%，其化学特征和化学过程在很大程度上是海冰化学的反应，并受水-冰间的物理、化学和生物过程以及河流输入的影响。在参照PPT上面举个例子。冰冻圈观测 康世昌3.1 先进技术在冰冻圈科学发展中的作用3.2 野外观测与勘测技术3.3 实验室分析技术3.4 遥感技术冰冻圈内的气候环境记录 效存德第一节 冰芯记录第二节 湖泊记录第三节 树轮记录第四节 寒区其他介质记录冰筏沉积：冰川的前缘不断地有浮冰流出，随冰融水浮动，这些浮冰其状如筏，故称冰筏。其上覆盖有大量冰碛物。融化时，这些冰碛物则沉入洋底，成为浮冰碎屑沉积,是研究古气候演化的重要手段思考题：1. 冰芯记录对气候系统变化有哪些贡献？试举例说明冰芯中氢、氧同位素比率是度量气温高低的指标；冰芯净积累量是降水量的指标；冰芯气泡中的气体成分和含量可以揭示大气成分的演化历史；宇宙成因的同位素可以提供宇宙射线强度变化、太阳活动和地磁场强度变化的证据；冰芯中微粒含量和各种化学物质成分的变化，可以提供不同时期的大气气溶胶、沙漠演化、植被演替、生物活动、大气环流强度、火山活动等信息；冰芯也记录了人类活动对气候环境影响和各种信息等等。举例：达索普冰芯积累量与青藏高原平均温度、印度洋海表温度和青藏高原温度与印度洋海表温度差之间存在显著关系，表明喜马拉雅山中部地区的季风降水直接受控于海陆热力差异。2. 冰芯研究有何前景和新使命？基于目前的认识成幅度，未来冰芯研究的前景和新使命有： 太阳与气候变化：冰芯记录了太阳活动的变化，冰芯研究可以更加充分地认识太阳与气候变化之间的关系； 冰芯微生物 冰芯环境磁学：冰芯中尘埃磁性矿物的磁性特征可以作为环境信息的独立示踪器 理化指标的气候环境意义：加强现代过程的观测和分析，确立冰芯研究中获取的各项理化指标的气候环境意义，并且建立它们与气候环境要素之间的定量关系3. 试概述冰冻圈内各类记录介质的优缺点？直接从各节PPT里面寻找冰冻圈层与其他圈层相互作用 丁永健第一节 冰冻圈与大气系统-大气圈1、 概述2、 冰雪-反照率反馈机制3、 冰-气潜热和感热交换4、 冰-气动量交换5、 相互作用研究案例第二节 冰冻圈与生态系统-生物圈1、 概述2、 冰冻圈与寒区生态3、 冰冻圈与寒区碳氮循环4、 冰冻圈与海洋生物第三节 冰冻圈与地表系统-岩石圈1、 构造运动与冰期地表过程2、 冰川侵蚀、搬运与堆积作用3、 多年冻土与岩石圈表层第四节 冰冻圈与水文系统-水圈1、 概述2、 冰冻圈与大尺度水循环3、 冰川水文4、 积雪水文5、 冻土水文6、 寒区水文模型第五节 冰冻圈与社会系统-人类圈1、 冰冻圈变化影响的评估方法2、 冰冻圈变化影响的适应案例3、 冰冻圈灾害与风险管理4、 冰冻圈区重大工程建设5、 冰冻圈旅游多边形土：多边形土是地表松散沉积物经过长期冻融作用而形成的具有特殊图案的微型地貌。构造土：构造土又称几何形土，是冻土地面松散物质冻裂和冻融分选形成具有一定几何形态的沉积构造和各种微地貌。石条：常常与岩屑坡同时存在，碎石与细粒物质呈条形相间顺坡排列。成层坡积：由频繁的冻融作用提供寒冻风化碎屑,经坡面片流改造(一般与雪斑有关)堆积在坡脚,具韵律层理的沉积物热盐环流：（THC）是全球海洋在温度和盐度差异驱动下洋流现象，它是全球大洋环流中的一种形式零平衡线即雪线冰冻圈分量模式和冰冻圈变化的预估 罗勇第一节 气候系统模式第二节 气候变化归因第三节 人为排放情景第四节 气候变化预估温室效应：大气能使太阳短波辐射到达地面，但地表受热后向外放出的大量长波热辐射线却被大气吸收，这样就使地表与低层大气温作用类似于栽培农作物的温室，故名温室效应。第五节 冰冻圈分量模式第六节 冰冻圈过程的模拟第七节 冰冻圈变化的预估