地球外动力因素导致的气候环境演化规律.ppt

1、环境变化的外在因素，一、太阳的影响太阳辐射是推动地球大气、海洋和生命活动的主要能量源。 全球环境的变化主要依赖于到达地球表面的太阳辐射量的变化，引起太阳辐射量的变化的原因有两个：一是由太阳活动引起的太阳自身的放射变化；二是由地球的轨道运动状态的变化引起的地球上不同纬度地带、不同季节或不同半球受到太阳辐射的日射率的变化(1) 太阳活动对地球气候变迁的影响1、太阳活动的1.1年周期和气候振动2、太阳活动的2.2年周期和气候振动3、太阳活动世纪周期和气候振动4、太阳活动的长周期和气候振动(2)地球轨道参数状态和地球气候变化1、岁差变化对气候的影响2、偏心率变化对气候的影响3， 在研究地轴倾斜变化对气

2、候的影响4、米兰科维奇理论5、辛普森假说、太阳变化、气候和太阳关系的国际文献中，“太阳变化”(solar variability )主要指太阳的总辐射量变化、不同频带的辐射变化、太阳风磁场变化等。 所谓“太阳活动”，是指用太阳黑子数、太阳黑子周期长等指标表示的太阳活动的整体水平状况。 “太阳活动”也与“太阳变化”相同，太阳总辐射量观测打出了太阳极大值观测卫星(SMM )、上层大气研究卫星(UARS )、辐射变化与重力声干扰卫星(VIRGO )、地球辐射平衡实验卫星(ERBS )、欧洲可回收载波编号卫星(EURECA )、太阳与太阳物理观测台(SOHO )等从这些个卫星观测资料中得到了一些新的重

3、要发现9。 特别重要的发现是，在太阳黑子周期的相位内太阳总辐射量的变化水平约为0.1%，太阳黑子活动处于极大值时太阳总辐射量也最大，反之亦然。 太阳总辐射变动水平为11 a太阳黑子周期标度，太阳总辐射变动为0.1%水平。 但是，现在在更长的时间尺度下，例如在80 a的格林斯伯格周期比例下，太阳总辐射的变化更大，被认为对气候的影响可能更重要。 根据类太阳星的研究，有从蒙德极小到0.6%的放射性射线变化。 这深刻地促进了过去太阳变化的重建和太阳变化的替代指标研究的进展。 云的辐射加热调节作用，一个重要进展是理解云的重要性。 目前已知云是地球辐射加热的调节器，它对地球气候系统起着两种竞争作用。 另一

4、方面，云把入射到地球的太阳辐射大部分反射到宇宙，有冷却地球的倾向，而云吸收下层的大气和地面长波热辐射，在某种程度上类似于微量瓦斯气体的世界温室效应，也有加热地球的倾向。 显然，这里存在着复杂的云辐射平衡问题。云的辐射加热调节作用、美国航空航天局组织进行了云辐射平衡实验，19841986年发射了ERBS、NOAA-9和NOAA1.0 3颗卫星，观测了全球云辐射状况。 数据显示，在1985年4月间，全球短波云驱动作用(提高地球反射率)是-44.5 W/m2，长波云驱动作用(云的世界温室效应)是31.3 W/m2，两者都是平衡云对地球全球影响的冷作用2.3。 此净降温驱动作用的大小尚有争议，范围值为

5、1735 W/m2，相当于全球大气CO2含量倍增的升温驱动作用的4倍。 因此，作为气候种子文件回归的反应历程，小云技术辐射驱动场的变化可以起到相当于气候变迁的作用。太阳、宇宙射线、云量和气候变化，1959年Ney认为，太阳周期性变化对气候的影响可能与大气电离作用的影响有关。 此后，迪克森等人进一步指出，宇宙射线的电离作用在平流层下部和对流层上部存在大的络离子克拉星空卫视，有利于硫酸盐气溶胶传播的生成，成为形成云粒的凝结核。 这暗示着宇宙射线和云量之间可能有某种关系。1995年Pudovkin等首次报道云量对空间线束变化的反应实测结果，发现空间线束随着太阳活动增强而减少，观测地区云量也明显减少。

6、太阳宇宙射线云量和气候变化，1997年Svensmark等3.0收集了国际卫星云气候研究计划(ISCCP )到1983年7月1990年1.2月间的世界云度数据。 为了极简化问题，他们只比较海洋上空的云度和宇宙射线束的变化数据。 ISCCP观测数据表明，随着宇宙射线束的减少，全球云量也减少，太阳周期约有3%4%的变化，相关系数约为0.95。 太阳宇宙射线云量和气候变迁在地球高纬度地区宇宙射线效果也很大，与高纬度地区地球磁场对高能带电络离子的屏蔽作用一致. 粗略估计，在平均11 a的太阳周期，3%的云度变化相当于约0.7 w/m 2的放射性射线变化。 他们认为“与1750年以后CO2含量增加的总辐

7、射驱动效果，也就是约1.5 W/m2相比，这是非常大的量”。非冰河期突然地气候变化和太阳变化、非冰河期突然地气候变化事件北美高地区冰川所记录的全新世突然地气候变化北大西洋深海堆积物所记录的全新世突然地气候变化北非印度洋季风气候的突然变化北美洲干燥气候的突然变化、环境变化的外部因素，(二) 地球轨道残奥仪表状态和全球气候变化Imbr支持该理论的事实主要有4条： 1 )在冰河期的旋转过程中，认为北半球高纬度大陆冰盖的变动幅度远远大于南极冰盖2 )大陆冰盖沿中心向周围扩展3 )南北两半球冰盖的变化有并发性4 )全新世的开始时间为1500 因此，美氏理论有北半球、高纬度、夏天3个关牛鼻子词。 米氏理论

8、的核心强调了敏感区、北半球高纬区。 这个地区夏天太阳辐射量的减少会引起冰期气候。 敏感区内的气候变冷后，由于冰雪的高反射率，其信号进一步放大、传递，进而影响其他地区。 环境变化的外在因素有： (2)地球轨道残奥表的状态和全球气候变化丁仲礼可归纳为四个方面；(1)一些低纬地辖区不是明显的1.0万年冰量周期，而是以2万年差周期为主，表明北半球冰冠的扩张收缩变化并不完全特罗尔低纬地辖区的气候变化；(2) 在最近几次冰消期，南半球和低纬区的温度升高，比北半球冰盖的融化快，表明冰消期的触发器反应历程不是北半球的高纬夏的太阳辐射3 )大气CO2浓度在第2冰消期的增加与南极的升温一致，那时大气CO2浓度的增

9、加也可能比北半球冰盖的溶解快面临理论突破的新需求和新机遇5。 环境变化的外在因素有： (二)分析了地球轨道残奥仪表状态和全球气候变化单品以贸易风和季风系统为主的低纬过程对轨道变化的反应，指出岁差和偏心率周期会通过驱动热带过程影响地球气候的重要性。 他认为高纬区冰盖消长，主要是由于热量输送的变化造成的热带圣婴现象，是由于贸易风减弱赤道东太平洋水温异常上升的结果，属于纬向过程。 资料对1.5万年来热带太平洋(29N29S )大气相互作用的模拟结果显示，厄尔尼诺现象的发育程度是受岁差影响的。 环境变化的外在因素，(二)地球轨道残奥仪表状态和全球气候变化地质记录，在最后的冰期贸易风和东太平洋上升流弱化水温，证明热带太平洋处于长期厄尔尼诺状态的全新世时代东太平洋水温变凉，成为拉尼娜状态。另外，西太平洋暖池核心区的新几内亚岛以北的珊瑚记录，在1.3万年以来的8小时内取得了短期的珊瑚记录，分析了冰期和间冰期都有圣婴现象，强度和振幅最大的是晚全新世到现在，上次的间冰期也很强，最弱的是全新世初期。 由此可以认为，厄尔尼诺不仅被轨道的岁差周期所左右，还被海水温度所