第3章 第四紀(jì)氣候變化與海平面變化

3.第四紀(jì)氣候變化和海平面變化3.0前第四紀(jì)氣候變化概述3.1第四紀(jì)氣候變化3.2第四紀(jì)海平面變化3.3氣候變化原因和未來氣候與環(huán)境變化趨勢(shì)問題探討第3章第四紀(jì)氣候變化和海平面變化3.0前第四紀(jì)氣候變化概述(1)氣候旋回

從溫暖氣候到寒冷氣候稱一個(gè)氣候旋回。(2)氣候旋回分級(jí)：可分四級(jí)(3)中生代的氣候特點(diǎn)

是地球氣候史上最顯著的高溫期。(4)新生代的氣候特點(diǎn)

是一個(gè)氣候比較溫暖而不斷降溫的時(shí)期(5)第四紀(jì)冰期和間冰期的交替作用。(2)氣候旋回分級(jí)---可分4級(jí)：1）第一級(jí)：107-1082）第二級(jí)：105第四紀(jì)冰期和間冰期的交替作用3）第三級(jí)：104

冰階和間冰階的交替作用

4）第四級(jí)：102

氣候旋回分級(jí)---可分4級(jí)：（1）第一級(jí)：107-108地史上出現(xiàn)過5次大冰期：

1）太(早元)古代冰期(23億年BP)2）晚元古代冰期(6-8億年BP)

3）奧陶紀(jì)-志留紀(jì)冰期(4-4.5億年BP)4）石炭紀(jì)-二疊紀(jì)冰期(3億年BP)

5）第四紀(jì)冰期（2）第二級(jí)：105

第四紀(jì)冰期和間冰期的交替作用

（3）第三級(jí)：104

冰階(亞或副冰期)和間冰階(間階段)的交替作用（4）第四級(jí)：102前寒武紀(jì)古地理前寒武紀(jì)（6億年前）古生代晚期的古地理古生代（6－2.5億年前）（1）第一級(jí)：107-108地史上出現(xiàn)過5次大冰期：1）早元古代冰期2）晚元古代冰期3）奧陶紀(jì)-志留紀(jì)冰期4）石炭紀(jì)-二疊紀(jì)冰期5）第四紀(jì)冰期中生代（2.5－0.7億年前）中生代古地理

一千萬(wàn)年前，南極洲(Antarctica)整個(gè)被冰雪所覆蓋，同時(shí)北方的大陸也開始迅速冷卻。世界看起來已經(jīng)和今天非常類似，不過佛羅里達(dá)州(Florida)和亞洲(Asia)的一部份則還是在海洋的覆蓋下晚第三紀(jì)（1000萬(wàn)年前）3.1第四紀(jì)氣候變化

3.1.1第四紀(jì)氣候標(biāo)志研究

3.1.1.1宏觀標(biāo)志

（1）巖石氣候標(biāo)志

（2）地貌氣候標(biāo)志

1）冰斗

2）古冰楔和凍融褶皺構(gòu)造

3）沙丘和湖岸線

（3）生物化石氣候標(biāo)志

1）植物化石

2）哺乳動(dòng)物化石

3）陸生軟體動(dòng)物化石

4）海生軟體動(dòng)物化石和珊瑚化石

5）微體古生物化石

冰川、凍土地貌和堆積物反映寒冷氣候條件河、湖、沼地貌和堆積物、紅粘土風(fēng)化殼、石灰華、石鐘乳反映溫暖氣候條件風(fēng)力、暫時(shí)性流水地貌和堆積物。巖屑型風(fēng)化殼反映干旱、半干旱氣候條件氣候?qū)Φ孛驳挠绊懪c控制化學(xué)風(fēng)化；塊體移動(dòng)；流水作用流水作用；化學(xué)風(fēng)化；土溜（土壤蠕動(dòng)）流水作用、風(fēng)化作用（尤其物理風(fēng)化）、快速物質(zhì)移動(dòng)干化（旱化）作用；風(fēng)力作用；流水作用冰凍作用；泥流作用；流水作用冰川作用；雪蝕作用；風(fēng)力作用主要地貌過程陡坡峭峰（中期階段）、渾圓緩丘（晚期階段）、深厚土壤、生物礁濕熱氣候區(qū)渾圓的山坡、土壤覆蓋、嶺谷相間、廣泛的水流沉積溫潤(rùn)氣候區(qū)山麓面、沖積扇、劣地（崎嶇地）半干旱氣候區(qū)沙丘、鹽盤、風(fēng)蝕盆地、穴狀風(fēng)化、干旱谷、風(fēng)蝕壟槽干旱氣候區(qū)多邊形地面、泥流階地、石海、石河、石冰川、冰丘冰緣氣候區(qū)刃脊、角峰、冰斗、冰磧冰川氣候區(qū)主要地貌特征氣候區(qū)主要陸地植物群落外貌熱帶雨林主要陸地植物群落外貌熱帶雨林熱帶稀樹草原熱帶荒漠闊葉林溫帶植被溫帶植被溫帶草原溫帶荒漠針葉林針葉林暗針葉林王朗保護(hù)區(qū)的原始森林是川西北保存最完整的一片，粗大的冷杉、云杉直指云天。區(qū)內(nèi)四季皆景，潔凈的空氣、溪流、明顯的植物垂直帶譜，令人留連忘返。夏季涼爽，平均氣溫12.7℃，云杉冷杉植物中的“大熊貓”——百山祖冷杉僅在浙江南部慶元縣百山祖南坡海拔1700米地帶的針闊混交林中保存４株，并且難于開花結(jié)果，因而已被列為世界亟待保護(hù)的瀕危植物。裸子植物全球氣候變遷，逼使冷杉分布區(qū)的變遷。在植物分類系統(tǒng)中，冷杉是古老的裸子植物松科中的一個(gè)屬，干濕冷暖孢粉知道孢粉電子采樣儀，用于持續(xù)監(jiān)測(cè)空氣中的孢粉含量?？諝怄叻哿Ｊ怯涗洯h(huán)境變化與過程的一種重要信息載體。其組合特征能夠大致反映當(dāng)?shù)刂饕闹脖活愋?。要?yīng)用價(jià)值。因此，探討現(xiàn)代孢粉譜中主要孢粉類型的空間分布及其變化規(guī)律，及其與區(qū)域植被的關(guān)系，將為研究孢粉散布、搬運(yùn)和沉積機(jī)制，建立現(xiàn)代孢粉—植被—?dú)夂蜿P(guān)系模型提供可靠的依據(jù)，在青藏高原古植被與古環(huán)境重建中具有重要應(yīng)用價(jià)值。哺乳動(dòng)物化石2007年6月7日，徐州市九里山的白云洞古哺乳動(dòng)物群遺址。劍齒虎的上犬齒泥河灣動(dòng)物群更新世早期和中期三趾馬動(dòng)物群研究是中國(guó)古脊椎動(dòng)物學(xué)誕生的標(biāo)志，長(zhǎng)期以來備受關(guān)注。泥河灣動(dòng)物群

黑龍江發(fā)現(xiàn)完整猛犸象骨骼化石，距今已有1萬(wàn)多年反映寒冷氣候條件披毛犀化石反映寒冷氣候條件反映溫暖氣候條件馬來貘野生數(shù)量很少，屬世界瀕危物種。貘科是現(xiàn)存最原始的奇蹄目，保持前肢4趾后肢3趾等原始特征。小倉(cāng)鼠猞貍和雪兔嚙齒動(dòng)物——是咬東西的動(dòng)物反映干旱、半干旱氣候條件中新世黃土-古土壤剖面中的蝸?；懮涹w動(dòng)物化石(1)Metodontia（間齒螺——指示溫濕環(huán)境）類,此類的M.sp.最早出現(xiàn)于約13MaBP的溫濕時(shí)期(2)Cathaica（華蝸牛——指示干冷環(huán)境）類,這一類群是中國(guó)黃土區(qū)特有的區(qū)域性種類,是第四紀(jì)黃土地層中重要的組成分子之一.海生軟體動(dòng)物浮游軟體動(dòng)物幼蟲八射珊瑚亞綱六射珊瑚亞綱鈍膠珊瑚亞綱?？汉鱽喚V草莓海葵

珊瑚軟體類?？?/p>

公主?？?/p>

珊瑚軟體類,

蓮花?？?/p>

珊瑚軟體類?？看罄祁^珊瑚

珊瑚軟體類石珊瑚目

圣誕樹珊瑚

珊瑚軟體類

紫點(diǎn)?？?/p>

珊瑚軟體類

珊瑚軟體類

玫瑰珊瑚

珊瑚軟體類石珊瑚石珊瑚的分類分布在熱帶淺海區(qū)，以群體為主，與單細(xì)胞雙鞭毛藻共生，稱造礁石珊瑚另一類分布在深海冷水，以單體為主，不成礁，稱非造礁石珊瑚。最大棲息深度可達(dá)6000米。最適水溫25～29℃，13℃以下就會(huì)死亡。適宜鹽度27～40。要求潔凈的海水，堅(jiān)硬的基底。石珊瑚的分類13-16℃放射蟲放射蟲化石具有良好的年代指示作用，故為很好的標(biāo)準(zhǔn)年化石(indexfossil)。

其骨骼的化學(xué)成分為二氧化矽，若大量的放射蟲堆積在海床，經(jīng)成巖作用后可形成燧石，屬于沉積巖類的巖石示暖的微體古生物-----有孔蟲(Foraminifera)廣東省中山市三鄉(xiāng)鎮(zhèn)全球首個(gè)有孔蟲公園有孔蟲殼旋方向左旋示冷，右旋示暖甲藻橋穹藻新月藻硅藻——示冷夏威夷毛伊島這種像玻璃的針狀物是海綿骨針，海綿骨針形成了海綿的內(nèi)部骨架。這種物質(zhì)是由硅石構(gòu)成，這些針狀物非常堅(jiān)硬和尖銳，能刺破人類肉體。它們圍繞在一個(gè)螺旋貝殼周圍，主要組成成分碳酸鈣已經(jīng)分解，并被腐蝕掉。

3.1第四紀(jì)氣候變化

3.1.1第四紀(jì)氣候標(biāo)志研究

3.1.1.1宏觀標(biāo)志

硅鋁率SiO2/AI2O3

硅鐵率SiO2/Fe2O3

硅氧化物率SiO2/R2O3

1.5-1.6熱帶磚紅壤

2-2.2亞熱帶紅壤

2.3-2.7黃壤

冰期海洋CaCO3沉積多間冰期粘土沉積多黃土中溫暖氣候CaCO3含量少黃土中干冷氣候CaCO3含量多3.1.1.2微觀標(biāo)志

（1）氧同位素:冷時(shí)O18少,熱時(shí)O16少

（2）粘粒分子率

（3）碳酸鈣的含量

（4）粘土礦物濕潤(rùn)氣候，高嶺石含量多干冷氣候，伊利石含量多3.1.2.1歐洲(表3-1)(6冰5間冰)3.1.2.2北美大陸(表3-2)(4冰3間冰)3.1.2.3深海沉積物及其化石記錄(圖3-1)加勒比海底15.4米厚的沉積層

(4冰3間冰)

3.1.2.4岡瓦納大陸上的地質(zhì)記錄(表3-3)

(4洪3間洪)

中國(guó)?鄱陽(yáng)冰期間冰期大姑冰期間冰期廬山冰期間冰期大理冰期冰后期更老的冰期3.1.2更新世氣候變化的地質(zhì)記錄

典型氣候區(qū)及其地質(zhì)記錄3.1.2.5第四紀(jì)氣候區(qū)及其環(huán)境特征冰期與間冰期及其環(huán)境特征（1）冰期與間冰期（2）冰期、間冰期的環(huán)境特征

1）氣溫和降水量

2）冰雪層

3）氣候帶移動(dòng)

4）海平面變化干旱期與濕潤(rùn)期及其環(huán)境特征高緯度區(qū)和高山區(qū)冰期時(shí)最冷比現(xiàn)在低5-7°C，降水少間冰期時(shí)年均溫升2-5°C，降水多冰期時(shí)冰雪層覆蓋廣、厚；冰期時(shí)向兩極移，間冰期向赤道移冰期海平面下降，間冰期上升中低緯度區(qū)冰期與間冰期干旱期與濕潤(rùn)期(間洪積期與洪積期)雨期和間雨期高緯度區(qū)和高山區(qū)中低緯度大部分地區(qū)副熱帶高壓帶部分地區(qū)（北回歸線附近）高緯度區(qū)和高山區(qū)、中低緯度大部分地區(qū)、副熱帶高壓帶部分地區(qū)三區(qū)氣候的對(duì)應(yīng)關(guān)系？高緯度區(qū)和高山區(qū)中低緯度大部分地區(qū)副熱帶高壓帶部分地區(qū)（北回歸線附近）冰期間冰期干旱期濕潤(rùn)期

雨期洪積期間雨期間洪積期

3.1.3全新世氣候變化（1）前北方期(--9500a）溫暖，較潮濕（2）北方期(9500--7000a），較干暖（3）大西洋期(7000--5000a），溫暖，潮濕（4）亞北方期(5000--2500a），較干暖（5）大西洋期(2500--2300a），較濕冷（6）現(xiàn)代期--20世紀(jì)升溫階段冰后期全球變暖（globalwarming）全新世氣候變化也可分4個(gè)階段（1）全新世早期升溫階段A（2）全新世中期高溫階段B（3）全新世晚期降溫階段C(a、b、c）（4）20世紀(jì)升溫階段D冰后期全球變暖（globalwarming）

在過去的一個(gè)多世紀(jì)中，全球均溫升高了0.3-0.6°C，但增溫的趨勢(shì)是不均勻的，以1910-1940年和1975-1992年兩個(gè)時(shí)段的增溫比較顯著，80年代是最暖的10年，據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，1998年是近千年來全球溫度最高的一年。全球變暖的原因有兩個(gè)方面：自然原因和人為原因。人類活動(dòng)對(duì)全球環(huán)境的顯著影響是近一百多年來的事，特別是19世紀(jì)后半葉以來人類通過燃燒化石燃料和砍伐森林所造成的大氣溫室效應(yīng)加劇的影響。自然原因：太陽(yáng)活動(dòng)、火山活動(dòng)、厄爾尼諾等波動(dòng)性變化人為原因：溫室氣體排放——趨勢(shì)性變化全球變暖（globalwarming）

影響全新世氣候變化的因素

1）油膜效應(yīng)2）陽(yáng)傘效應(yīng)

3）厄爾尼諾和那尼拉現(xiàn)象

4）熱導(dǎo)效應(yīng)5）湖泊效應(yīng)

6）荒漠化效應(yīng)7）綠洲效應(yīng)

8）洋面封凍效應(yīng)9）溫室效應(yīng)

10）地形起伏變化對(duì)氣候的影響油膜效應(yīng)2）陽(yáng)傘效應(yīng)火山塵埃、煙霧、水蒸汽遮天避日影響氣候——陽(yáng)傘效應(yīng)3）洋流和厄爾尼諾現(xiàn)象（1）洋流概念：海洋中具有相對(duì)穩(wěn)定的流速和流向的海水，從一個(gè)海區(qū)水平地或垂直地向另一個(gè)海區(qū)大規(guī)模的非周期性運(yùn)動(dòng)。（2）分類：按成因分為：風(fēng)海流、密度流、補(bǔ)償流(鹽度)，可在水平方向，也可發(fā)生在垂直方向（分為上升流和下降流）按洋流本身與周圍海水溫度的差異：暖流（洋流水溫比流經(jīng)海區(qū)水溫高）和寒流。按流經(jīng)地理位置：赤道流、大洋流、極地流、沿岸流。（3）因素：風(fēng)對(duì)海水的應(yīng)力、海水的壓強(qiáng)梯度力。世界洋流分布圖厄爾尼諾：源于西班牙文（ELNino），原意為“圣嬰”，用來表示在南美洲西海岸（秘魯和厄瓜多爾附近）向西延伸，經(jīng)赤道東太平洋至日期變更線附近的海面溫度異常增暖的現(xiàn)象。厄爾尼諾和拉尼娜現(xiàn)象在赤道太平洋東部的厄瓜多爾和秘魯沿岸，每過幾年，東向信風(fēng)減弱，導(dǎo)致沿岸上升流也隨之減弱或消失，暖水倒流，水溫上升，大氣對(duì)流逐漸變得活躍，海洋里由于上升流的減弱，表層海水的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量減少，并且由于溫度的升高，魚類大量死亡，使秘魯漁場(chǎng)大幅度減產(chǎn)，同時(shí)南美洲西部地區(qū)連降大雨。

在正常年份，此區(qū)域東向信風(fēng)盛行。

赤道表面表層暖水向西太平洋輸送、堆積,使海平面上升，海水溫度升高。東太平洋表層海水離岸漂流，海平面和溫度降低營(yíng)養(yǎng)鹽豐富，浮游生物、魚類和鳥類增多。由于海水溫度低，水溫低于氣溫，空氣層結(jié)穩(wěn)定，對(duì)流不易發(fā)展，赤道東太平洋地區(qū)降雨偏少，氣候偏干；而赤道西太平洋地區(qū)由于海水溫度高，空氣層結(jié)不穩(wěn)定，對(duì)流強(qiáng)烈，降雨較多，氣候濕潤(rùn)東向信風(fēng)盛行東向信風(fēng)減弱或吹西風(fēng)

反厄爾尼諾或拉尼娜現(xiàn)象

拉尼娜（LaNina）指的是厄爾尼諾現(xiàn)象的反相。即赤道東太平洋海溫較常年偏低。這里本來就是海洋寒流的活動(dòng)區(qū)。其與正常年份相比，只是海溫偏低程度的差別，而不是冷暖性質(zhì)的對(duì)立。一般來說拉尼娜的影響和破壞力沒有厄爾尼諾嚴(yán)重。對(duì)它的研究也不及厄爾尼諾多。

拉尼娜常發(fā)生于厄爾尼諾之后，但也不是每次都這樣。厄爾尼諾與拉尼娜相互轉(zhuǎn)變需要大約四年的時(shí)間。反厄爾尼諾（拉尼娜）拉尼娜（LaNina）：當(dāng)東向信風(fēng)異常加強(qiáng)時(shí)，赤道東太平洋海水上翻異常強(qiáng)烈，降水異常偏少；而赤道西太平洋海水溫度異常偏高，降水異常偏多。東向信風(fēng)盛行東向信風(fēng)減弱或吹西風(fēng)東風(fēng)比正常強(qiáng)

南方濤動(dòng)（SouthernOscillation）：指南太平洋副熱帶高壓與印度洋赤道低壓之間氣壓變化負(fù)相關(guān)關(guān)系，即南太平洋副熱帶高壓比常年增高時(shí)，印度洋赤道低壓就比常年降低，兩者氣壓變化有“蹺蹺板”現(xiàn)象，稱為濤動(dòng)。

ENSO：南方濤動(dòng)與厄爾尼諾之間存在內(nèi)在成因上的聯(lián)系，將二者合稱為厄爾尼諾/南方濤動(dòng)。厄爾尼諾/南方濤動(dòng)世界洋流分布圖副熱帶高壓比常年增高印度洋赤道低壓比常年低弱東風(fēng)或吹西風(fēng)東風(fēng)比正常強(qiáng)副熱帶高壓比常年增高印度洋赤道低壓比常年低副熱帶高壓比常年低厄爾尼諾/南方濤動(dòng)海水溫度正距平在0.5°C以上海水溫度負(fù)距平在0.5°C以上拉尼娜/南方濤動(dòng)

ENSO的主要特征是當(dāng)赤道東太平洋海水溫度出現(xiàn)異常升高時(shí)，南方濤動(dòng)指數(shù)SOI卻出現(xiàn)異常低相位。目前大體上連續(xù)三個(gè)月赤道東太平洋海水溫度正距平在0.5°C以上或其季距平達(dá)到0.5°C以上，就可認(rèn)為發(fā)生了厄爾尼諾事件。如果達(dá)到上述數(shù)值的負(fù)距平，則為反厄爾尼諾事件（拉尼娜條件）。厄爾尼諾/南方濤動(dòng)

4）“城市熱島”與城市風(fēng)

城市的溫度一般高于周圍的郊區(qū)和農(nóng)村，城市尤如一個(gè)溫暖的島嶼，稱為“城市熱島”。這主要是城市上空通過亂流擴(kuò)散從暖的建筑物得到顯熱，并且吸收城市表面和污染層放出的長(zhǎng)波輻射的結(jié)果。由于熱島效應(yīng)的存在，城市的年平均溫度要比郊區(qū)高0.5～1℃。5）湖泊效應(yīng)良性循環(huán)湖泊效應(yīng)與水、氣、生相互作用

一般來說，湖泊周圍地區(qū)降水比較多，氣候比較濕潤(rùn)，植被也就比較繁茂。植被繁茂又反過來，增加了地面下滲，增強(qiáng)了蒸騰作用，從而增大了大氣濕度、土壤濕度與大氣降水。因此，水庫(kù)建造后，常常會(huì)使水庫(kù)周圍地區(qū)降水增多、空氣濕度增大，就是這個(gè)道理。良性循環(huán)例如新安江水庫(kù)1960年建成后：1）建庫(kù)前湖區(qū)蒸發(fā)量720mm，建庫(kù)后為775mm，

湖泊周圍降水增加；2）建庫(kù)后庫(kù)區(qū)平均溫度升高0.4-0.8°C，

溫度年較差減少；3）湖面風(fēng)速增大30%，白天由湖面吹向陸地，夜晚反之4）湖區(qū)年均溫度升高，常年多晨霧，無(wú)霜期延長(zhǎng)25天；5）云團(tuán)經(jīng)過湖面時(shí)變得溫順穩(wěn)定，雷電陣雨減少；6）水庫(kù)周圍植被變化。良性循環(huán)

在干旱半干旱地區(qū)，當(dāng)?shù)孛嬷脖皇艿狡茐?，地面所吸收的太?yáng)輻射能明顯減少。白天在陽(yáng)光照射下，地面強(qiáng)烈增溫，使地面長(zhǎng)波輻射增強(qiáng)。又因?yàn)榈孛嫔⑹У臒崃亢芏唷Ｔ谀抢锏目諝庖欢ㄒ鲁?，壓縮增溫。由于下沉的空氣十分干燥，使得氣候進(jìn)一步變干，從而導(dǎo)致植被的進(jìn)一步減少，這就是地面的沙漠化效應(yīng)。當(dāng)植被受到破壞，降水的利用率降低。因?yàn)闆]有植被對(duì)降水的攔截，土壤入滲減弱，大部分降水以徑流的形式流走；地面蒸發(fā)作用加強(qiáng)。因而導(dǎo)致區(qū)域水平衡的破壞，從而使區(qū)域氣候變干，植被進(jìn)一步變稀少，即進(jìn)一步沙漠化。6）沙漠化效應(yīng)惡性循環(huán)沙漠空氣干燥，溫度日較差較大，降水稀少。而沙漠里的綠洲由于土壤濕度大、蒸發(fā)和蒸騰到空氣中的水較多，空氣濕度較大，降水較多；由于含水量大的土壤的熱容量較大，蒸發(fā)和蒸騰對(duì)熱量的調(diào)節(jié)，土壤濕度和近地面氣溫日較差較小。7）綠洲效應(yīng)良性循環(huán)

洋面封凍產(chǎn)生的環(huán)境效應(yīng)叫做洋面封凍效應(yīng)。洋面封凍是發(fā)生在水圈的變化，但是洋面封凍不僅會(huì)影響到氣候，而且還會(huì)直接或者間接地影響到生物。氣候與生物的變化又反過來作用于水圈。因此，從洋面封凍效應(yīng)可以看出水圈、大氣圈、生物圈之間的相互作用的關(guān)系與機(jī)制。8)洋面封凍效應(yīng)

溫室氣體——大氣成分特別是某些微量和痕量氣體，能強(qiáng)烈吸收地面的長(zhǎng)波輻射并將其轉(zhuǎn)化為熱能，再通過大氣逆輻射將熱量還給地面，對(duì)地面起著保溫作用，即大氣的“溫室效應(yīng)”，使地球表面溫度和近地面大氣溫度維持在一定的范圍內(nèi)，適合地球生物和人類的生存。溫室氣體包括：大氣固有的CO2、水汽、O3、CH4、N2O等成分，也包括人類釋放的污染物質(zhì)氟氯烴化合物（CFCs）和CO2、CH4等。9）溫室效應(yīng)

10）地形起伏變化對(duì)氣候的影響

青臧高原和美國(guó)西部高原的形成，對(duì)亞洲、北美和世界氣候產(chǎn)生了巨大影響。如長(zhǎng)江中下游地區(qū)地處副熱帶高壓區(qū)，應(yīng)為炎熱干燥的荒漠地帶（非洲北部），由于青臧高原隆起長(zhǎng)江中下游地區(qū)實(shí)際是溫暖濕潤(rùn)的亞熱帶森林氣候。高原隆起使得高緯地區(qū)的冷空氣可以源源不斷的向中緯地區(qū)輸送，導(dǎo)致中緯度地區(qū)溫度降低；隨著高原隆起，地面積雪越來越多，地面反射率增高，使地面接受到太陽(yáng)輻射減少，導(dǎo)致地面溫度降低；隨著高原隆起，高原與周圍地區(qū)的高差增大，地面侵蝕作用加強(qiáng)，使得參與風(fēng)化作用的物質(zhì)和二氧化碳增多，大氣中二氧化碳濃度降低，溫室效應(yīng)減小，世界氣候變冷高原隆起導(dǎo)致北半球晚新生代氣候變冷歐亞大陸內(nèi)部干旱氣候的形成，與青臧高原隆起有關(guān)。作用機(jī)制有：高原與山地的形成，導(dǎo)致西風(fēng)帶的分叉，水汽運(yùn)移不再經(jīng)過這些地區(qū)；高大地形阻擋了來自附近海洋的水汽進(jìn)入內(nèi)陸地區(qū)；由于熱力作用使得這些地區(qū)盛行下沉氣流；在高大地形的上游地區(qū)，風(fēng)暴發(fā)生頻率較低。青藏高原隆起導(dǎo)致北半球中緯地區(qū)干旱氣候形成高原隆起，加強(qiáng)季風(fēng)環(huán)流，使氣候的季節(jié)差異增大青藏高原將繼續(xù)隆高約1000多米將使氣候的季節(jié)差異更大,氣候?qū)⒏?.1.4第四紀(jì)氣候演化3.1.4.1世界第四紀(jì)氣候演化全球更新世可劃分6次大的冷期和5次暖期北半球:從極地到赤道可分9個(gè)氣候植被帶

(1)極地冰蓋，（2）大陸冰川，（3）永凍層(4)苔原，（5）溫帶森林，（6）地中海植被(7)荒漠和草原，（8）熱帶疏林草原（9）赤道雨林南半球:南極和山岳地帶是冰期和間冰期交替其他大部分地區(qū)是雨期和間雨期交替干旱期和濕潤(rùn)期交替高緯度區(qū)和高山區(qū)中低緯度大部分地區(qū)副熱帶高壓帶部分地區(qū)（北回歸線附近）冰期間冰期干旱期濕潤(rùn)期

雨期間雨期3.1.4.2中國(guó)第四紀(jì)氣候變化概況

中國(guó)上新世氣候：中國(guó)早更新世氣候（1）中國(guó)早更新世早期：（2）中國(guó)早更新世中期：（3）中國(guó)早更新世晚期：

中國(guó)中更新世氣候（1）中國(guó)中更新世早期：（2）中國(guó)中更新世中期：（3）中國(guó)中更新世晚期：-1.8MaBP1.8-0.9MaBP0.9-0.73MaBP0.73-0.125MaBP2.6-0.73MaBP0.73-0.6MaBP0.6-0.3MaBP0.3-0.13MaBP暖冷暖冷冷暖冷青藏高原隆升到海拔3000米中國(guó)三大地貌階梯結(jié)構(gòu)已確立中國(guó)晚更新世氣候（1）中國(guó)晚更新世早期：（2）中國(guó)晚更新世晚期：中國(guó)全新世氣候（1）中國(guó)全新世早期：（2）中國(guó)全新世中期：（3）中國(guó)全新世晚期：125-10kaBP125-75kaBP冷暖75-10kaBP10kaBP

–至今10–7.5kaBP過渡暖7.5–2.5kaBP2.5kaBP

–至今干涼（3）中國(guó)全新世晚期：（2）中國(guó)全新世中期：（1）中國(guó)全新世早期：（2）中國(guó)晚更新世晚期：（1）中國(guó)晚更新世早期：（3）中國(guó)中更新世晚期：（2）中國(guó)中更新世中期：（1）中國(guó)中更新世早期：（3）中國(guó)早更新世晚期：（2）中國(guó)早更新世中期：（1）中國(guó)早更新世早期：--1.8MaBP1.8-0.9MaBP0.9-0.73MaBP0.73-0.6MaBP0.6-0.3MaBP0.3-0.13MaBP冷暖冷冷暖冷Q1130-75kaBP75-10kaBP10–7.5kaBP7.5–2.5kaBP2.5kaBP

–至今Q2Q3Q4暖冷較冷干暖干涼鄱陽(yáng)冰期大姑冰期廬山冰期大理冰期冰后期中國(guó)全新世中晚期：第一暖期3000-1000a

B.C暖：+2°C仰韶和殷墟文化第一冷期1000-850a

B.C周初短暫冷期：漢水結(jié)冰第二暖期770aB.C—公元初春秋戰(zhàn)國(guó)、秦、漢暖：第二冷期公元初-600aA.D東漢、三國(guó)、南北朝280aA.D：-1-2°C，黃淮結(jié)冰第三暖期600-1000a

A.D隋唐時(shí)代最暖：竹、梅、柑桔在無(wú)雪西安第三冷期1000-1200aA.D南宋太湖水結(jié)冰、洞庭柑桔凍死第四暖期1200-1300a

A.D元代轉(zhuǎn)暖：竹生存線北移第四冷期1400-1700aA.D明末清初現(xiàn)代小冰期：江湖結(jié)冰、柑桔凍死中國(guó)第四紀(jì)氣候變化概況總結(jié)西部山地高原、東北山地冰期和間冰期交替作用東北平原華北區(qū)冰緣作用較強(qiáng)的干（冷）、濕（暖）交替作用華南區(qū)較弱的干（冷）、濕（暖）交替作用青藏高原加速隆升，引起東西部氣候發(fā)生明顯的分異東部平原北緯41-33°N

氣候敏感帶3.1.5氣候變化原因和未來氣候與環(huán)境變化趨勢(shì)問題的探討3.1.5.1氣候變化原因概述第四紀(jì)冰期成因問題（1）辛普森假說：太陽(yáng)輻射量變化說（2）米蘭科維奇假說：地球表面熱分布變化(近15萬(wàn)年對(duì)應(yīng)性好）（4）弗里特假說：地殼運(yùn)動(dòng)引起的（能解釋冰期、間冰期的交替）地球軌道偏心率地軸傾斜度歲差e;0-0.6現(xiàn)0.017;

e大,扁,季差大,冷

周期96kaε;

21.8-24.4°現(xiàn)23°27

ε小,冷

41kaP;地軸搖擺,圓錐運(yùn)動(dòng)；引起近日點(diǎn)和季節(jié)長(zhǎng)短變化

210ka冰期啟搏器比較正確3.1.5氣候變化原因和未來氣候與環(huán)境變化趨勢(shì)問題的探討3.1.5.1氣候變化原因概述3.1.5.2未來氣候變化趨勢(shì)與預(yù)測(cè)問題

1．增溫說

2．降溫說珠峰冰川對(duì)比圖片。上圖為1968年中科院珠峰考察時(shí)拍攝的中絨布冰川；下圖為綠色和平2007年拍攝的中絨布冰川19682007哈龍冰川冰舌末端位置對(duì)比圖片。上圖攝于1981年6月；下圖攝于2005年6月。通過兩張照片中冰川末端、冰川厚度、表磧覆蓋等對(duì)比可以看出隨著全球變暖，近25年老哈龍冰川退縮顯著。19812005黃河源冰湖潰決對(duì)比圖片。上圖攝于2005年6月；下圖攝于2005年9月。黃河源冰湖潰決對(duì)比圖片。上圖攝于2005年6月；下圖攝于2005年9月。阿根廷巴塔哥尼亞的Upsala冰川對(duì)比圖片，上圖為1928年拍攝的老照片，與下圖不斷退縮的冰川現(xiàn)狀形成對(duì)比。1928由于近年來歐洲夏季高溫和冬季降水減少，那里的冰川正在迅速消融。自1856年以來，奧地利巴斯特澤冰川就開始縮小。上圖是衛(wèi)星拍攝，類似的圖片被科學(xué)家用于全球范圍內(nèi)的冰川運(yùn)動(dòng)。照片是美國(guó)宇航局在2001年拍攝的。奧地利巴斯特澤冰川自上世紀(jì)70年代以來，Helheim冰川的前沿一直停留在相同的位置，但此后的數(shù)十年內(nèi)冰川前沿出現(xiàn)迅速的撤退，僅從2001年開始到2005年夏季止，黑爾海姆冰川的前沿總共向內(nèi)陸退后了近7.24千米。同時(shí)冰層整體厚度也逐漸變薄，在這過去的四年間，冰層厚度總共下降了約40米。與此同時(shí)，黑爾海姆冰川卻正在以每天二三十米的速度加速向大海移動(dòng)。令人擔(dān)憂的是，整個(gè)格陵蘭島冰原也正在加速消融?？茖W(xué)家預(yù)計(jì)，如果這一趨勢(shì)持續(xù)發(fā)展下去，格陵蘭島的冰原面積將大幅縮小，而與此同時(shí)全球的海平面將由此被抬高將近1米。格陵蘭島黑爾海姆(Helheim)冰川消退這張合成假色圖顯示了加拿大埃爾斯米爾島的一座冰川向峽灣里延伸，并最終崩解成冰山，隨海水漂走。冰川上的黑點(diǎn)可能是冰川融化而成的湖泊，湖水比冰川表面顯得黑，而且吸收更多的熱量，從而導(dǎo)致更多的冰融化，湖泊面積增大。有時(shí)候，融化的冰水通過裂縫流到冰川底部，加速冰川的移動(dòng)。是世界第九大島，面積20萬(wàn)平方千米。埃爾斯米爾島中部地區(qū)，氣候終年嚴(yán)寒，為巨大的冰層所覆蓋，沒有植被和土壤。埃爾斯米爾島北端距離北極不到250千米。埃爾斯米爾島國(guó)家公園冰川

在阿根廷南部圣克魯斯省的巴塔哥尼亞南部，有約300平方英里的廣闊冰原。，也是南半球最大的冰川的之一，整個(gè)冰川高出水平面60多米，長(zhǎng)度跨越60公里，表面積595平方公里。兀沙拉(Upsala)冰川冰雪融化，流入阿根廷國(guó)家公園的阿根廷湖水域。巴塔哥尼亞的冰川在近幾十年來迅速消融，僅二十世紀(jì)六十年代末期至九十年代中期就消退了2.5英里，這使得這里的冰川成為國(guó)際空間站觀測(cè)氣候變化的重要目標(biāo)。對(duì)比上面攝于2004年的照片和另一張攝于2000年的照片，巴塔哥尼亞的冰川至今仍在不斷消融，其變化清晰可見。阿根廷科學(xué)家豪爾赫?拉瓦薩認(rèn)為，巴塔哥尼亞的冰川受到氣候變化的影響，絕大部分將在2020年到2030年之間消失。阿根廷巴塔哥尼亞的兀沙拉冰川2004年從上圖可以看到，二十世紀(jì)五十年代，伊姆加冰川(Imja)上覆蓋著厚厚的一層冰，遠(yuǎn)遠(yuǎn)看去，一片銀裝素裹的景象。50年后，由冰川融水匯聚而成的小池塘不斷出現(xiàn)并擴(kuò)大。到二十世紀(jì)七十年代中期，形成了伊姆扎湖。這座冰川上較薄的覆蓋物可能加速了表面冰層的融化，因?yàn)樘?yáng)產(chǎn)生的熱量通過這里更易被傳遞到冰層深處。從下圖可以看出，到2007年，伊姆加湖已經(jīng)擴(kuò)大到大約1公里長(zhǎng)，平均深度達(dá)42米，蓄水量超過3500萬(wàn)立方米。伊姆加冰川以每年74米的速度消失，被認(rèn)為是喜馬拉雅山脈消失速度最快的冰川。喜馬拉雅冰川正消失喜馬拉雅冰川正消失從上圖看，6367米高的塔波切峰。塔波切峰腳下是通往珠穆朗瑪峰探索大本營(yíng)的道路。

下圖是2007年從相同角度拍攝到的塔波切峰。由于近來氣候變暖，塔波切峰下沒有任何雜質(zhì)的純冰層已經(jīng)大面積消退。位于山脊下面北側(cè)的小冰川，由于海拔較低，大約比周邊低6000米，消融的速度更快。紹洛索是喬布拉普桑峰腳下的一個(gè)冰磧堰塞湖。上圖是從南卡特生修道院的一處制高點(diǎn)拍攝的。幾張照片組合在一起，展示了高達(dá)6856米的阿瑪達(dá)布朗峰(AmaDablam)和伊姆加山谷的全景圖。南卡特生修道院位于珠穆朗瑪峰小路上的丁波切村附近。。喜馬拉雅冰川正消失下圖是2007年拍攝的阿瑪達(dá)布朗峰和伊姆扎山谷。由于全球氣溫升高，阿瑪達(dá)布朗山的左側(cè)冰層已消退了100多米。由于海拔越高，氣溫越低，所以冰層融化現(xiàn)象在海拔較低的地區(qū)更為明顯。金字塔狀的普莫里峰(Pumori，7146米)山腳下的坤布冰川，這座冰川坐落在尼泊爾坤布谷的前面，而尼泊爾坤布谷是前往珠穆朗瑪峰大本營(yíng)的必經(jīng)之路。從下一幀可以看到海拔8410米的世界第四高峰――洛子峰。伊姆扎山位于整幅畫的中間，位于它附近的島峰(IslandPeak)清晰可見。海拔6856米的阿瑪達(dá)布朗峰位于第四幅照片上。

喜馬拉雅冰川正消失1956年，瑞士科學(xué)家弗利茲·穆勒用9個(gè)月時(shí)間在珠穆朗瑪峰地區(qū)研究山脈和冰川。穆勒是1956年取得重大成功的瑞士珠峰探索隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)者，這次探索結(jié)束后，他繼續(xù)對(duì)冰川進(jìn)行研究。下圖是50年后奧爾頓·貝爾斯在新一輪探索活動(dòng)中，從相同角度拍攝的照片。奧爾頓·貝爾斯是一名地理學(xué)家和登山專家，專長(zhǎng)是研究高海拔的生態(tài)系統(tǒng)。過去三十多年里，他一直潛心這方面研究，足跡遍及非洲、南美、亞洲和北美的偏遠(yuǎn)山脈3.2第四紀(jì)海平面變化3.2.1第四紀(jì)海平面變化的一般特點(diǎn)3.2.2第四紀(jì)海平面變化標(biāo)志3.2.3第四紀(jì)早、中期的海平面變化3.2.4中國(guó)晚更新世以來的海平面變化3.2.5海平面變化機(jī)制3.2.6海平面變化效應(yīng)

3.2第四紀(jì)海平面變化3.2.1第四紀(jì)海平面變化的一般特點(diǎn)（1）海（平）面--形態(tài)起伏不平的復(fù)雜的“勢(shì)能面”

北大西洋面最高，赤道印度洋面最低，最高差200m（2）“水動(dòng)型海平面變化”--海盆中水量改變所造成(3)均衡性調(diào)整導(dǎo)致的陸地升降也會(huì)引起海平面升降

如冰川均衡(4)標(biāo)志海平面變化的記錄或證據(jù)比較復(fù)雜，可能由于后期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)或均衡作用而發(fā)生改變。（5）區(qū)分“絕對(duì)”和“相對(duì)”海平面海平面變化：平均海平面與陸地觀察站之間高度的相對(duì)上下變動(dòng)3.2.2第四紀(jì)海平面變化標(biāo)志（1）現(xiàn)今海平面以上的“梯級(jí)”狀的古海岸線---最顯著依據(jù)

（保存有海蝕階地、海蝕崖、海蝕平臺(tái)、海灘、海相沉積）

（2）淹沒的海成階地、三角洲、河谷與沖積物、陸生生物化石、陸相沼澤泥炭等。（3)世界各地陸橋的出現(xiàn)和消失

(4)確定海平面變化的年代和幅度應(yīng)依據(jù)

地層的詳細(xì)劃分和絕對(duì)年代的測(cè)定（5）海平面變化的幅度在不同的時(shí)期、不同的地點(diǎn)都不盡相同

要研究第四紀(jì)海平面的變化，必須找到合適的研究對(duì)象：

這些標(biāo)志

在陸地上是

沿岸保存的

海成地貌和海相沉積物；

在水下大陸架上的是

沉沒的

沿岸陸地地貌和陸相沉積物。3.2.3第四紀(jì)早、中期的海平面變化前第四紀(jì)--寒武紀(jì)以來全球海平面相對(duì)變化圖3--2更新世早中期（2.4-0.13MaBP）海平面變化

證據(jù)保存的不夠好，不能清晰地恢復(fù)但可以確定：冰期：低海平面間冰期：高海平面末次間冰期和冰期：大理冰期廬山-大理間冰期130-75BP末次間冰期75-10kaBP末次冰期3.2.4中國(guó)晚更新世以來的海平面變化近10萬(wàn)年來中國(guó)北方有三次較大規(guī)模的海侵(圖3--33--4、3-5)末次間冰期（里斯-玉木間冰期）高海平面--海侵末次冰期（玉木冰期）早玉木亞冰期玉木亞間冰期晚玉木亞冰期低海平面--海退高海平面--海侵低海平面--海退13萬(wàn)--1萬(wàn)年中國(guó)黃海和東海陸架的海平面主要變動(dòng)情況見圖3--83--9全新世（10kaBP）海平面變化（1）10-8kaBP海平面急劇上升階段（2）6-5kaBP高海平面階段（3）5kaBP以來海平面波動(dòng)下降階段2．全新世氣候變化（1）全新世早期升溫階段（2）全新世中期高溫階段（3）全新世晚期降溫階段（4）20世紀(jì)升溫階段現(xiàn)代海平面變化現(xiàn)代小冰期20世紀(jì)以來3.2第四紀(jì)海平面變化3.2.5海平面變化機(jī)制（1）構(gòu)造引起的海平面變化海底擴(kuò)張（2）氣候變化（冰川作用）引起的海平面變化（3）冰川均衡引起的海平面變化（4)水（文）均衡引起的海平面變化(5)沉積作用引起的海平面變化(6)大地水準(zhǔn)面-海平面變化地殼運(yùn)動(dòng)與海平面的變化巖石圈的結(jié)構(gòu)與變形，控制水的分布及其變化大陸漂移海底擴(kuò)張的加速地幔物質(zhì)涌出大洋中脊的形成洋盆體積減小海平面上升古地磁證據(jù)海底擴(kuò)張加速氣候變化（冰川）與海平面的升降之間的關(guān)系氣候變冷海平面下降,氣候變暖海平面上升

據(jù)科學(xué)估算，如果現(xiàn)代南極和北極的冰蓋全部融化，則現(xiàn)代海平面將上升65m。后果很嚴(yán)重：長(zhǎng)三角、珠三角及沿海發(fā)達(dá)地區(qū)全部淹沒。冰川均衡

從末次冰期最盛期（大約距今18000年前）到現(xiàn)在，位于北半球中緯地區(qū)的勞倫泰德冰蓋（北美）、斯堪的納維亞冰蓋（北歐）及其他冰蓋全部融化了，世界海平面平均上升了100m（80～120m）。在原來冰蓋覆蓋的地區(qū)，由于負(fù)荷的減小，地面均衡上升，如勞倫泰德冰蓋區(qū)和斯堪的納維亞冰蓋地區(qū)冰后期地面上升量最大可達(dá)數(shù)百米。而海底由于負(fù)荷增加，均衡下沉。冰川均衡冰流1.8km間冰期高海平面，海盆下降，海水變深陸地冰川融化，地面均衡上升，水均衡與巖石圈的變形

水均衡：由于地球表面水分布的變化，導(dǎo)致各個(gè)地區(qū)受到的水的重力負(fù)荷發(fā)生改變，從而導(dǎo)致巖石圈變形、地面升降的過程。

在海洋的邊緣，由于海水深度向大陸的減小，水均衡下沉量向岸邊逐漸減小，從而導(dǎo)致大陸架、大陸坡地區(qū)的掀斜。由于海底的均衡下沉，軟流圈物質(zhì)從海底流向大陸，從而引起大陸邊緣地區(qū)的隆升。

水均衡作用這一過程的結(jié)果導(dǎo)致：（1）海洋的加深和大陸的增高，

海洋與陸地的高差、起伏增大；（2）大陸架、大陸坡的坡度增大（變陡）；（3）海洋面積的縮小和陸地面積的增大。實(shí)際上，自大洋形成以來，面積在逐漸減小，而深度卻在不斷增大，這除與巖石圈運(yùn)動(dòng)有關(guān)外，還可能與水均衡作用有關(guān)。面積/106km2深度/km時(shí)間/10億年時(shí)間/10億年海洋面積、深度隨時(shí)間的變化

大地水準(zhǔn)面-海平面變化：

由于地球重力不均勻，海面除其固有的大地水準(zhǔn)球體曲率外，還有地區(qū)性“隆丘”與“凹陷”。如新幾內(nèi)亞有76m“隆丘”，馬爾代夫有140m的“凹陷”。這種變化與地殼局部結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、密度和地球轉(zhuǎn)動(dòng)有關(guān)。3.2第四紀(jì)海平面變化3.2.6海平面變化效應(yīng)

（1）海岸線的交替前進(jìn)和后退；

上移和下移（2）大陸架裸露成陸地和被淹沒的交替；

（3）海平面的變化可以引起氣候變化；

海洋比陸地的熱容量大的多，高海平面時(shí)吸收的輻射能量多，低時(shí)相反。（4）海平面的上升會(huì)威脅著一些國(guó)家和地區(qū)，甚至可能會(huì)造成一些國(guó)家的消失南北極倒計(jì)時(shí)：50年消逝原因：溫室效應(yīng)，導(dǎo)致冰帽融化由于溫室效應(yīng)