第四纪气候与人类的活动.ppt

第四纪气候变化与人类活动,演讲思路,现象出现结果的原因人类活动的影响特征表现未来气候变化的趋势,一、第四纪气候变化的原因,太阳活动是太阳大气层里一切活动现象的总称。主要有太阳黑子、光斑、谱斑、耀斑、日珥和日冕瞬变事件等都会引起辐射能的周期性变化,进而引起气候变化。,全球气候变化主要决定于抵达地球表面的太阳辐射量的变化,而引起太阳辐射变化的条件是多方面的。,（1）、太阳活动对全球气候的影响,地球在自己的公转轨道上,接受太阳辐射能。而地球公转轨道的三个因素:偏心率、地轴倾角和春分点的位置都以一定的周期活动着,这就导致地球上所受到的天文辐射发生变化,引起气候变迁。,（2）、地球轨道因素的改变,（3）、火山活动引起大气透明度的变化,到达地表的太阳辐射的强弱主要受大气透明度的影响。火山活动对大气透明度的影响巨大,强火山爆发喷出的火山尘和硫酸气溶胶能入平流层,由于不会受雨水冲刷跌落,它们能强烈地反射和散射太阳辐射,削弱到达地面的直接幅射。,宇宙因子是指月球和太阳的引潮力,地球物理因子指的是地球重力空间变化,地球转动瞬时的运动和地球自转速度的变化等。这些宇宙-地球物理因子的时间或空间变化,引起地球上变形力的产生,从而导致地球上海洋和大气的变形,并进而影响气候发生变化。,（4）、宇宙-地球物理因子,1815年4月初Tambora（坦博拉）火山(8.25S,118.0E)爆发时,500km3内有三天不见天日,各方面估计喷出的固体物质可达100300km3。欧美各国在1816年普遍出现了“无夏之年”。在英格兰夏季气温偏低3,在加拿大6月即开始下雪。,在整个地质时期中,下垫面的地理条件发生了多次变化,对气候变化产生了深刻的影响,其中以海陆分布和地形的变化对气候变化影响最大。大气环流形势和大气化学组成成分的变化是导致气候变化和产生气候异常的重要因素。在本世纪50年代至60年代,北半球大气环流的重要变化,就是北冰洋气候变化的主要原因。,（5）、下垫面地理条件的改变,（6）、大气环流和大气化学组成的变化,下垫面(underlyingsurface)是指与大气下层直接接触的地球表面。大气圈以地球的水陆表面为其下界，称为大气层的下垫面。它包括地形、地质、土壤、河流和植被等，是影响气候的重要因素之一。,二、第四纪气候变化的特征表现及存在的问题,第四纪气候的显著特点是气候明显变冷和多次冷暖交替；第四纪期间，地球表面中-高纬度发育大面积冰川，高山地区发育山岳冰川；冰川发育对大气环流、海面变化、生物迁移产生了巨大影响。,1、第四纪气候变化的特征,新生代气温变化图,在此期间，经历了多次的冰期与间冰期。早更新世发生了强烈的降温事件，中期的冰期在波动周期与冰川规模较前期更长，更大。晚期经历了一次冰期与间冰期，也称为末次间冰期。,（1）、更新世气候特征,（2）、全新世气候特征,该段时期又称冰后期，气温回升，经历了升温期，高温期与降温期的旋回，降水增加，气候带北移，雪线升高，冰川融化，海平面上升。,第四纪气候环境预测十分复杂,在人类未出现时,引起气候变化主要是自然因素。人类出现后,引起气候变化除了自然因素又增加人为因素,这两种因素目前还难以区分以谁为主。第四纪气候环境演化规律是非线性的,从古到今,规律越来越不太明显,似乎气候变得混沌起来。第四纪环境气候的研究任重而道远。,2、存在问题与挑战,三、人类活动对气候的影响,人类活动对气候的影响有两种,一种是无意识的影响,即在人类活动中对气候产生的副作用;一种是为了某种目的,采取一定的措施,有意识地改变气候条件。在目前阶段,以第一种影响占绝对优势,这种影响表现最为显著。,1、改变大气化学组成与气候效应,农业生产排出大量废气、微尘等污染物质进入大气,主要有CO2、CH4、N2O和CFCs等。,近几十年增长速度甚快,大气的CO2浓度急剧增加的原因,主要是大量燃烧石化燃料和大量砍伐森林所造成的。按目前CO2的排放水平,在2025年大气中CO2浓度为425106mL/L。,人们一直对下垫面进行破坏作用和建设作用,历史上世界森林占地球表面积2/3,但到现在已下降到22%,从而造成地面反射率及粗糙度化;人们还修建大小水库,浇灌土地、填湖造田,结果使区域温度场、压力场发生改变;这些都直接影响到气候的变化。,大气中温室气体的增加会造成气候变暖,全球气温升高的同时,海水温度也随之增加,这将会使海水膨胀,导致海平面升高,温室气体增加,降水量会增加,高纬度冰冻会部分解冻;森林北界会向极地方向发展。中纬度将会变干,沙漠将扩大3%,林区减少11%,草地会扩大11%。,2、改变下垫面性质与气候效应,工业生产、机动车运输中有大量废热排出,居民炉灶、空调以及人、畜的新陈代谢等亦放出一定的热量,这些“人为热”像火炉一样直接温暖大气。在燃烧大量石化燃料(天燃气、汽油、燃料油和煤)时除有废热排放外,还向空气中释放一定量的“人为水汽”,排放出的人为热和人为水汽主要集中在城市中,对城市气候的影响将愈来愈显示其重要性。,3、人为热和人为水汽的排放,四、未来气候变化趋势,地球历史上发生过7次大冰期,即前寒武纪三次、震旦纪大冰期、奥陶纪大冰期、石炭二叠纪大冰期和第四纪大冰期,它们之间相隔在1.6亿年左右(除最早一次外),大冰期时间尺度在n108年,第四纪冰期目前仅有2.5106年,因此按自然规律,有理由推断未来的几千万年仍属于这次大冰期。,根据地球历史气候变化的周期性,可以探讨地球现在处于气候发展的什么阶段以及未来可能向什么发展。,1、,末次间冰期后时50103年左右,由三个暖期组成,每个暖期历时104年左右。冰后期的时间长短与它们相似,因此,我们推断目前的冰后期可能与末次间冰期中的一个暖期(间冰期)相当,由于这个间冰期已历时104年左右,而且最暖时期(大西洋期)已经过去,我们进一步可以认为这个间冰期已近尾声,在未来的104年中,一个新的冰期即将来临。,2、,第四纪冰期中的亚冰期,冰后期历时104年,期间气候发生多次波动,目前我们处于一个相对凉湿的时间,按气候变化的周期性规律,地球向暖的方向发展,暖期过后将会进入新的冰期。,3、,参考文献,徐文炘,李杏林.第四纪气候与地质环境演化及人类活动的关系的研究J