古气候 第五讲2
中科院课件古气候学第2讲
第2讲古气候变化原因（轨道尺度）一、地球轨道变化与冰期旋回二、古气候变化的数值模拟不同尺度气候变化有不同的原因古气候变化三个时间尺度1、亚轨道尺度（sub-orbital time scales, 101－103年)－太阳活动(solar activity)等因素驱动2、轨道尺度(orbital-scale)－日照(insolation)季节、纬度配置变化驱动3、构造尺度(tectonical-scale)－岩石圈构造变化驱动前二者表现为波动性，后者表现为不可逆性太阳系中的各行星1、太阳系中各星体各有其运动轨迹和运动速度，从而使地球处在不断变化的重力场中，并导致其轨道三要素沿时间不断变化。
地球大气层顶部所接受的太阳辐射强度是太阳常数和地球轨道三要素的函数地球轨道三要素2、地球轨道三要素（1）、偏心率（eccentricity)表示运动轨道的形状（现为0.016)（2）、地轴倾斜度（obliquity or axial tilt)表示转动轴的倾斜程度（黄赤夹角）(23o27’)（3）、分点进动（岁差）(precession of equinoxes)表示某季地球－太阳的距离(现冬季近日点）3、轨道三要素变化偏心率：0.0--0.0607, 10万年周期、41.3万年周期地轴：22o--24o30’, 4.1万年周期岁差：1.9万年与2.3万年两个变化周期椭圆的偏心率偏心率与地球到太阳的距离地轴倾斜度（黄－赤交角）地球像陀螺一样，存在三种运动地球的轴进动(Wobble)运行轨道面缓慢旋转，带到长、短轴移动黄道面进动近（远）日点的季节进动－－岁差变化以上两种运动合在一起，引起分点、至点在黄道面上的位置变化4、对地球大气层顶部接受太阳辐射的影响地轴倾斜度的影响北半球冬季日照地轴倾斜度对辐射的影响地轴变化对太阳辐射的影响1、决定极圈、回归线纬度，极昼、极夜天数2、角度越大，高纬夏季辐射越多，冬季越少3、两半球影响一致（从季节角度论）4、其影响高纬大，低纬小两半球“季节影响一致性”地轴倾斜度变化及周期数值越大，高纬夏季接受辐射越多。
古气候(print1)
2 .冰期、间冰期气候
第四纪的冰期有： 多脑冰期（距今约140～180万年） 群智冰期（距今约90～110万年） 民德冰期（距今约70～80万年） 里斯冰期（距今约20～30万年） 武木冰期（距今约1～10万年）
它们之间是间冰期。
Vostok Ice core record of temperture and CO2 concentration
( Bradley and Jones, 1995 )
42万年来的南极东方站冰芯纪录的温度、CO2 and CH4浓度变化
气候突变事件 仙女木事件（Drays)：13~15kaBP的突然变冷。 新仙女木事件(Younger Drays)：10～11ka BP冰 消期间持续约1.2ka的突然变冷,温度在40～50年里 突然变化5～7度。 哈因里希（Heinrich)事件：末次冰期（近50ka以 来)发生6次气温逐渐下降然后突然回升的事件。气 温下降到最低时，北大西洋沉积物中发现的冰漂流 碎屑突然显著增加——冰川崩塌融化过程。
民德冰期（70-80）
里斯冰期（20-30）
武木冰期（1-10）
Climatic optimum
中世纪暖期、小冰期
中世纪暖期: 小冰期: 公元13～14世纪到19世纪，
再次普遍出现了降温现象。这一趋 势在17世纪达到顶峰，被称为小冰 期。这是自全新世高温期以来最引 人注目的一次全球性气候恶化事件。
第九章、古代气候变化
1. 气候变化的时间尺度
Hale Waihona Puke 2 .冰期、间冰期气候 3 .全新世气候 4.中世纪暖期 5.小冰期
1. 气候变化时间尺度
目前的研究表明： 世界上的气候都经历着长 度为100-108年的各种尺度的时间变化。 目前为 世界科学界所公认的有： 大冰期气候与大间冰期气候： 约为 106-108年； （几万-几万万年） 亚冰期与亚间冰期气候：约为105年；（几十万） 副冰期与副间冰期气候：约为104年；（几万） 寒冷期与温暖期气候：约为102-103年； （几百- 几千年) 世纪及 世纪内的气候变化：约为100-102年； (几年-几十年）
古气候重建方法与气候演化过程解释
古气候重建方法与气候演化过程解释气候演变是地球不可避免的自然现象，对人类社会和生态环境产生深远影响。
了解过去气候演化的过程对于预测未来气候变化以及制定适应性居民政策至关重要。
古气候重建方法是通过研究古代气候记录来揭示过去气候演变的一种科学方法。
在本文中，我们将介绍几种常见的古气候重建方法，并解释气候演化的过程。
古气候重建方法主要通过分析自然记录中的气候指标，如化石、树木年轮、冰芯、沉积物等，以确定过去气候的变化。
其中，蛛网法、古树年轮分析、冰芯分析和沉积物记录是当前主要应用的方法。
首先，蛛网法是一种通过分析蛛网纹理来重建过去气候的方法。
蛛网是由蜘蛛根据环境条件和气候变化形成的复杂结构。
通过比较现代蛛网和古代蛛网的形态学特征，科学家可以推断出过去气候变化的模式。
这种方法特别适用于缺乏其他气候记录的地区。
其次，古树年轮分析是通过研究树木年轮中的年轮宽度和密度来推断过去气候变化。
树木生长受到气候因素的影响，包括降水量、温度和光照等。
年轮宽度和密度是树木生长的直接反映，因此可以通过分析树木年轮来了解过去的气候条件。
这种方法的优势在于可以提供长时间尺度上的气候变化信息。
冰芯分析是一种通过研究冰川和冰盖中保存的气泡和气候信息来重建过去气候的方法。
冰芯中的气泡包含了当时大气中的气体成分，如二氧化碳和氧气。
通过分析这些气泡的成分以及冰芯中的物理性质，可以推断出过去的气候特征。
冰芯记录了长时间尺度上的气候演化过程，尤其对于了解全球气候变化具有重要意义。
最后，沉积物记录是一种通过研究沉积物中保存的植物化石、微生物遗骸和气候指标来推断过去气候的方法。
沉积物是沉积在湖泊、河流和海洋底部的自然记录。
通过分析沉积物中不同物质的组成和分布，可以揭示过去的气候条件。
这种方法尤其适用于了解古代海洋和湖泊系统的气候演化。
以上介绍的几种古气候重建方法，各有优劣，但结合使用可以得到更准确的古气候重建结果。
从这些方法中可以看出，气候演变是一个复杂的过程，受到多个因素的影响，包括全球大气环流、太阳辐射、海洋温度和地表反射率等。
古气候学概论
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感谢支持！(Thank you for downloading and checking itout!)古气候学概论一、古气候学基础古气候学定义与意义古气候学是一门研究地球历史时期气候状态的科学。
它通过对地质历史时期的沉积物、生物化石、土壤、冰芯、湖泊和海洋等各种自然记录的研究，揭示地球过去气候的变化规律，进而理解现代气候系统的运作机制，预测未来气候变化趋势。
古气候学的研究对于揭示地球的长期气候变化规律，理解全球变化过程，评估人类活动对气候系统的影响，以及为应对和适应全球气候变化提供科学依据具有极其重要的意义。
古气候学发展简史古气候学的发展可以追溯到19世纪初，当时科学家们开始注意到地球气候在地质历史中存在着显著的变化。
20世纪初，随着地质学、地球物理学和生物学的进步，古气候学开始逐渐形成一门独立的学科。
特别是20世纪50年代以来，随着放射性同位素定年技术的发展和计算机技术的应用，古气候学进入了一个快速发展的阶段。
近年来，古气候学的研究方法和手段更加多样化，如大气化学示踪、生物标志物分析、气候模型模拟等，使古气候学的研究更加精细化和深入。
古气候学研究方法古气候学研究方法主要包括地质学方法、地球化学方法、生物方法、大气化学示踪方法和气候模型模拟方法等。
地质学方法主要是通过对岩石、沉积物和化石的研究，推断出古气候的状态。
地球化学方法是通过分析岩石和土壤中的化学成分，间接推断古气候条件。
生物方法则是通过研究生物化石和现生生物，了解古气候的特征。
大气化学示踪方法是利用大气中各种气体的来源和传输过程，推断出古气候的信息。
古气候学概论
古气候学概论在我们所生活的这个地球上，气候的变化如同一场永不停歇的宏大戏剧，从古至今，不断地上演着各种精彩的篇章。
而古气候学，就像是一位时间的侦探，通过各种线索和证据，试图揭开地球气候过去的神秘面纱。
古气候学，顾名思义，是研究古代气候的一门科学。
它的研究范围极其广泛，涵盖了从地球诞生之初到有文字记载以来的漫长岁月。
通过研究古气候，我们能够更好地理解地球气候系统的运作机制，预测未来气候的走向，同时也能为应对当前的气候变化提供宝贵的历史借鉴。
那么，古气候学家们是如何展开他们的研究工作的呢？首先，地质记录是他们最重要的线索来源之一。
比如，地层中的岩石、沉积物，就像是一本本古老的日记，记录着当时的气候信息。
不同类型的岩石和沉积物形成于不同的气候条件下。
例如，石灰岩通常在温暖浅海环境中形成，而冰川沉积物则是寒冷气候的明显标志。
通过对这些地质材料的分析，古气候学家们可以推断出过去的温度、降水等气候要素。
除了地质记录，生物化石也是研究古气候的重要依据。
生物对环境的变化非常敏感，它们的形态、结构和分布往往能够反映当时的气候状况。
例如，通过研究古生物化石的分布范围和形态特征，我们可以了解到过去的气温和海平面变化。
像在寒冷的时期，一些喜暖的生物可能会向低纬度地区迁移，而它们的化石在高纬度地区的出现频率就会降低。
树木的年轮也是古气候研究的重要工具。
树木每年都会生长出一层新的年轮，而年轮的宽度和密度会受到当年气候条件的影响。
例如，在气候湿润、温暖的年份，树木生长旺盛，年轮较宽；而在干旱、寒冷的年份，年轮则会相对较窄。
通过对大量树木年轮的测量和分析，古气候学家们能够重建过去几百年甚至几千年的气候变化情况。
冰芯同样为古气候研究提供了丰富的信息。
在极地和高海拔地区，积雪会年复一年地堆积，形成冰层。
这些冰层就像时间的胶囊，封存着过去大气的成分和温度等信息。
通过分析冰芯中的气泡成分，我们可以了解到过去大气中二氧化碳、甲烷等温室气体的浓度变化，进而推断出当时的气候状况。
古气候学书籍
古气候学书籍
以下是一些古气候学的书籍：
1. 《地球大全》（作者：克劳狄奥斯·托勒密）：这是一部古代希腊地理学
家托勒密所著的地理学巨著，包含了当时世界上已知的地理信息，包括地理坐标、地理特征、地理气候等。
2. 《天文气象统志》（作者：李淳风）：这是一部中国唐代李淳风所著的地理气候著作，系统地介绍了当时中国境内的地理、气候、气象现象及其与人类生活的关系。
3. 《湖海经》（作者：刘备）：这是一部中国三国时期刘备所著的地理志，记录了中国古代的地理情况、水道、气候现象等，对中国古代地理和气候的研究具有重要价值。
4. 《地理学》（作者：阿布·雷汗·贾比尔·伊本·哈耳斯）：这是一部9世纪波斯地理学家贾比尔·伊本·哈耳斯所著的地理学著作，包含了世界各地的地理
特征、气候现象、人文景观等内容，对古代地理和气候的研究有一定贡献。
5. 《古气候学概论》：这本书是关于古气候学的专业书籍，从地球物理学、地质学、古生物学、古气候学、大地测量学等方面论证大陆漂移说的合理性。
以上书籍仅供参考，建议查阅图书馆或网上商城的书籍分类，获取更全面和准确的推荐。
古气候学
古气候学古气候学（paleoclimatology）古气候学是研究地质时期气候形成的原因、过程、分布及其变化规律的学科。
即根据物质成分、沉积岩结构特点和生物，按一定的理论和方法推断各地质时代的气候。
古气候学的研究与地质学、古生物学、地球化学、同位素化学、大气物理学和天文学等密切相关。
古气候学发展简史19世纪早期，古气候的研究材料主要来源于欧洲和北美。
由于当时北美前寒武纪晚期冰川沉积尚未发现，所以认为整个地质时期的气候都是温暖的，直到第三纪气候才开始变冷，到第四纪更新世出现冰川。
把高纬度地区指示温暖气候的沉积与化石，认为是热带或亚热带气候曾达到极地附近的证据。
19世纪后期至20世纪初期，在南大陆发现晚古生代冰碛物以后，地质学家不再把冰川看作是更新世特有的古气候现象。
于是对高纬度地区曾存在温暖气候的事实产生了另一种解释，即地质时期古地理面貌与现在不同，各大陆及相对的极地曾发生过大规模的位移。
这就是魏格纳大陆漂移说的基础之一。
与此同时，先后有不少论述古气候的论著，从而奠定了古气候学的基础。
20世纪50年代以后，利用现代大气物理学研究成果，古气候学在研究方法、测试技术、古气候成因研究以及应用上都有较大的发展。
还把地球的热平衡、辐射分布、大气环流、洋流、气候带等理论应用到古气候的研究中去。
此外，还对影响古气候的地内和地外原因进行深入探讨。
另一重要的进展是根据氧同位素对古气温的测定。
60年代以后，古代海洋和大陆温度定量恢复方法的发展，对第四纪大冰期陆、海、冰古地理的恢复，大气海洋一般环流模式及冰期气候的模拟，及地球轨道变化对气候的影响的研究等，使古气候学取得了很大发展。
古气候学基本内容按研究的侧重点不同，古气候学可以分为记述古气候学、成因古气候学、应用古气候学、历史古气候学四个学科。
记述古气候学，也称普通古气候学。
它研究古气候的各种生物、沉积标志，如化石或岩石代表在什么气候条件下生长或形成的，根据这些记录恢复某地区在一定时期的古气候。
古气候
古气候科技名词定义古气候中文名称英文名称：paleoclimate定义1：史前气候，其主要特征可从地质学和古生物学证据等推知。
所属学科：大气科学（一级学科）；气候学（二级学科）定义2：史前气候，其主要特征可以从古地理学、地质学和古生物学证据等推知。
所属学科：地理学（一级学科）；古地理学（二级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布全球古气候古气候是指现代气候以前的气候，包括历史气候和地质时期气候。
在地质学上，指地质时期气候。
古气候的研究，在地理学和气象学上，对于了解气候变迁、现代气候的形成、自然地理环境的演变有重要作用；在地质学上，对于地层划分和对比，地壳演化研究以及矿产资源成因和探测都有指导意义。
研究简况地球气候变迁遗留的痕迹很早就被人们所注意。
中国北宋时期的沈括通过对延州（今陕西省北部）化石的观察，提出在当时气候条件不宜竹类生长的延州，可能在“旷古以前,地卑气湿而宜竹”的观点。
1686年，英国R·胡克根据波特兰角的海龟化石和巨大的菊石，认为该地过去气候曾经是比较温暖的。
1840年，瑞典J·L·R·阿加西根据阿尔卑斯山的冰川堆积，第一次提出地球气候史上曾出现过冰期气候。
20世纪初，德国A·彭克和E·布吕克纳著《冰川时期的阿尔卑斯山》，将阿尔卑斯山第四纪大冰期划分为4个冰期(后又划分成5个冰期)。
20世纪以来，许多学者对古气候进行了研究。
中国气象学家竺可桢曾对历史气候作了大量研究，他的《中国近五千年来气候变迁的初步研究》(1972年)一文受到国内外有关学者的普遍注意。
研究方法气候记录地球上仪器观测的气候记录，最长不过二、三百年。
有两类资料可以把气候记录延长到没有仪器观测的年代：一类是历史资料，如考古发掘文物、历史文献等；另一类是各种天然气候记录，包括树木年轮、地层中的生物化石、植物孢粉、各类沉积物的特征，以及各种自然地理因子变迁的痕迹等。
古代自然气候名称
古代自然气候名称中国古代自然气候名称有很多，这些名称都是根据古人对气候的观察和描述命名的。
下面我们将介绍几种常见的古代自然气候名称。
一、大暑大暑是中国二十四节气中的一个，通常出现在每年的7月23日或24日。
这一天正值夏季的末期，气温最高，阳光强烈，人们感到非常炎热。
大暑时节，人们要注意防暑降温，多喝水，避免中暑。
二、寒露寒露是中国二十四节气中的一个，通常出现在每年的10月8日或9日。
这一天正值秋季的中期，气温逐渐下降，早晨出现露水，有时还会有露珠结成的露凝。
寒露时节，人们要注意保暖，预防感冒。
三、白露白露是中国二十四节气中的一个，通常出现在每年的9月7日或8日。
这一天正值秋季的初期，气温开始逐渐下降，早晨的露水比较多，有时还会出现露珠结成的雾气。
白露时节，人们要注意保湿，多吃水果，防止皮肤干燥。
四、小寒小寒是中国二十四节气中的一个，通常出现在每年的1月5日或6日。
这一天正值冬季的初期，气温非常低，寒冷刺骨，有时还会出现小雪或霜冻。
小寒时节，人们要注意保暖，多穿衣服，避免冻伤。
五、立春立春是中国二十四节气中的一个，通常出现在每年的2月3日或4日。
这一天正值冬季的末期，气温逐渐回暖，春天的气息开始出现，有时还会出现早梅开放的景象。
立春时节，人们要注意增加活动量，多晒太阳，预防春季疾病。
六、小暑小暑是中国二十四节气中的一个，通常出现在每年的7月6日或7日。
这一天正值夏季的中期，气温已经很高，人们感到非常炎热，有时还会出现热带风暴或雷雨天气。
小暑时节，人们要注意防暑降温，避免中暑。
七、大寒大寒是中国二十四节气中的一个，通常出现在每年的1月20日或21日。
这一天正值冬季的末期，气温最低，寒冷异常，有时还会出现大雪或冰冻。
大寒时节，人们要注意保暖，避免冻伤，多吃暖性食物。
八、立夏立夏是中国二十四节气中的一个，通常出现在每年的5月5日或6日。
这一天正值春季的末期，气温开始回升，夏天的气息开始出现，有时还会出现早稻播种的景象。
古气候发展
古气候发展1、恢复古气候的方法古气候和古环境气候变化早为人们关注，洪涝、旱灾早与人类的生产、生活甚至生死存亡休戚相关。
自有文字以来，各地旱涝灾情的记载随处可见，可见气候与人类关系之密切。
近年来，人们又议论着一个新的话题：世界气候真的会越来越暖吗？世界气候变暖真能把南极大陆的冰盖融化吗？海平面真的会因此而出现灾难性的上升吗？……过去，环境变化并未被人们重视。
然而，近来，人们在关注气候变化的同时，也关心着环境状态的演变。
诸如，城市空气是否变得污浊，饮用水和食物是否被污染，南极臭氧洞是否能向北移动威胁人类的安全，……要评价现代气候和环境的变化很自然地要考证过去气候和环境的历史资料。
然而，有观测记录的历史气候资料，最长的只有数百年，而历史环境资料就更短了，真正有观测记录的是最近几十年的事。
科学家们知道，气候和环境变化的准周期长短不一，有几年，几十年，几百年甚至几千年。
因此，恢复古气候和古环境变化资料，是研究未来气候和环境演变的基础。
我国气候学奠基人竺可桢先生首先采用古代文字记载，物象等手段恢复了我国5000年来的气候演变，成为世界上研究古气候变化的一个里程碑。
然而，恢复古环境资料，恢复比5000年更古老的气候资料仍然没有得到解决。
冰芯正当气候学家和环境学家冥思苦想的时候，冰川学家帮了大忙。
冰川学家在研究南极大陆冰盖的年龄及其形成的历史过程时，采用了钻取冰岩芯样品的方法来测定冰川的年龄和形成过程。
他们发现，从冰川的冰岩芯样品中，不仅能测定冰川的年龄及其形成过程，还可以得到相应历史年代的气温和降水资料，以及相应年代的二氧化碳等大气化学成分含量，开辟了恢复古气候和古环境的新的道路。
由于南极大陆的冰盖厚度深达几百至几千米，而且气候极其寒冷，成冰过程中无融化现象，因而，从这儿钻取的冰岩芯样品能较准确地代表历史气候和环境的真实状况，这是南极得天独厚的条件。
记载表明，从南极大陆冰盖获取的冰岩芯样品，至今已超过2000米，获得了15万年以前的古气候和古环境资料。
丁仲礼-古气候学 ppt课件
PPT课件
68
Loess Section
PPT课件
Holocene Soil (11ka)
LGM Loess (21-11ka)
69
Relationship between Loess grain-size and the distance of the Loess Plateau to the deserts
Shorter distance
Desert expansion
Coarse loess grain-size
Longer distance
Desert retreat
PPT课件
Fine loess grain-size 70
Loess grain-size links to monsoon
Northward move of monsoon rainfall belt Northward retreat of desert margin
PPT课件
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Highly variable Northern Hemisphere temperatures reconstructed from low- and high-resolution proxy data
(Anders Moberg et al., NATURE, 2005, 433, 613-617)
200km
PPT课件
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一、岩石圈变动与气候变迁
1、地球各圈层相互作用 2、岩石圈变动控制气候的基本过程 3、新生代(65Ma)以来一些全球性事件
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地史时期板块 的裂解、漂移 、会聚、拼合 、碰撞及造山 、成盆等过程 不可逆地控制 了全球气候的 演变
历史时期的气候变迁
近5000年来气候变化总的趋势是: 寒冷期与温暖期交 替出现，从温暖向寒冷变化。温暖时期越来越短, 温 暖程度越来越低。寒冷时期持续时间一次比一次长, 气温一次比一次低。
挪威冰川学家用雪线高度表示气温升降，竺可桢用 的是中国的历史文献，二者的结论是基本一致的。 表明全球的气候变化具有全球普遍性。
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苏轼和王安石等人的诗作中都有提及关中和华北无 梅的事实。苏轼咏杏花诗：“关中幸无梅，赖汝充鼎 和。”
王安石咏红梅诗：“北人初不识，浑作杏花看。”
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（2）长江下游
1111年第一次记载太湖全面结冰，且坚实可以通车。
1153～1155年，金朝使臣到杭州时，苏州一带的运河 冬天常常封冻。 金·蔡珪《撞冰行》：“船头傅铁横长 锥，十十五五张黄旗。百夫袖手略无用，舟过理棹徐 徐归。吴侬笑向吾曹说：‘昔岁江行苦风雪，扬锤启路 夜撞冰，手皮半随冰皮裂。今年穷腊波溶溶，安流东 下闲篙工。江东贾客借余澜，贞元使者比春风。”
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6、两宋时代：尤其在12世纪初期, 我国气候加剧转寒。 物候记录表明, 寒冷气候甚至也影响到我国华南和西 南地区。
（1）华北
1170年，范成大被派遣到金朝，他在重阳节（相当 于阳历10月20日）到北京，当时西山已经遍地皆雪.
河南博爱一带气温较高，以产竹著名，唐初在此设 有司竹监，北宋初撤废了司竹监；
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参考书
中国科学院：《中国自然地理·历史自然地理》，科学出版社，1982年。 满志敏：《中国历史时期气候变化研究》，山东教育出版社，2009年。
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感谢下 载
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（3）东晋咸和九年（334年）起，从昌黎到营口的渤海湾结冰 “连年冻者三矣”，冰上可往来车马及三四千人的军队。这是 目前已知的这一寒冷时期达到寒冷高峰的气候现象，估计年 平均温度比现在低2-4度。
古气候学复习(背完就80) (1)
氧同位素与温度间的关系 δD=8.0 × δ18O + 10‰ 生物标志物与气候关系 TEX86 与 SST 相关性 GDGTs 与温度重建 利用全球 90 个样点共 134 个土壤样品进行
GDGTs 分析 MAT= (MBT-0.122-0.187*CBT)/0.02 全球湖泊沉积物中 GDGTs 与温度及 pH 关系 利用树轮宽度、 密度重建气候
（一） 基本原理和常用方法概述 “将今论古”
现代过程的局限性： Ø 关系随时间发生改变 Ø 响应的滞后性 Ø 人类活动的干扰
常用指标根据代用指标的属性分为： p 生物指标(如： 孢粉、 有孔虫、 硅藻、 摇蚊、 珊瑚礁 和树轮等) p 物理化学指标(如： 氢氧同位素、 生物标志物、 惰性 气体、 Mg/Ca 比、 Uk-37、 TEX-86、 磁化率等) p 历史文献记录(物候等)
关键是建立可靠的共同时间标尺
南北两半球总体趋势的比较 用冰芯中的气泡氧同位素做共同时标 Ø 冰期、 间冰期趋势一致 Ø D-O 在北半球更突出 Ø 南半球没有明显的 YD
北极温度变化滞后南极 2000 年 用冰芯中的气泡氧同位素做共同时标
末次冰消期时北极气温滞后南极约 3000 年 用 δ18Oatm 做共同时标 南极无明显 YD
南北极气候变化在 D－O 旋回上的反向性 用格陵兰和南极的 CH4 记录做共同时间标尺 温度变化的跷跷板模式 七次转暖， 都是南极比北极早 1500 年到 3000 年 新记录 NGRIP 更进一步证实 D-O 的反相
南北半球冰芯气候记录对比： Ø 冰期-间冰期尺度上表现出一致性 （进一步验证米兰科维奇理论） Ø 在末次冰期， 南北半球千年尺度气候变化的跷 跷板模式（表明大洋传送带的重要作用） Ø 甲烷变化的一致性 （ 中低纬湿地为主要源区）
古气候学速成手册(呕血终极版)模板
古气候呕血终极整理版（只供参考）第一部分概论一、研究内容与研究简史1、地球气候系统：大气、海洋、冰、陆地、生物圈2、水的三相平衡点（温标的固定点）：一个大气压下，水在气态处于饱和态，纯水的三态共存，所处在的温度，即为热力学温标的标准点。
3、地球温室效应4、天气与气候。
天气：是指某一地区在某一瞬间或某一短时间内大气状态（如气温、湿度、压强等）和大气现象（如风、云、雾、降水）等的综合。
天气过程是大气中的短暂过程。
气候：指的是太阳辐射、大气环流、下垫面性质和人类活动在长时间相互作用下，在某一时段内大量天气过程的综合，不仅包括该地多年来经常发生的天气状况，而且包括某些年份偶尔出现的极端天气状况。
5、古气候学定义：主要研究“器测时期”之前的气候变化历史、过程及原因的学科，其目的为预测今后气候变化及解决有关资源、环境问题服务。
6、古气候学分类记述古气候学（普通古气候学）：研究古气候的各种生物、沉积标志，如化石或岩石代表在什么气候条件下生长或形成的，根据这些记录恢复区域一定时期内的气候状况。
成因古气候学：在恢复和记述古气候的基础上，进一步探讨古气候的成因及过程。
应用古气候学：在恢复某一时期一个地区古气候的基础上，推侧在该种气候条件下可能形成的矿产。
历史古气候学：论述各地质时代古气候及其演化的学科。
地球系统：指由大气圈、水圈、岩石圈、地幔、地核和生物圈（包括人类）组成的有机整体。
地球系统科学：研究地球系统各圈层（大气圈、水圈、岩石圈、地幔、地核和生物圈）之间相互联系、相互作用机制、变化规律和变化机理，为全球环境变化预测建立科学基础，并为地球系统的科学管理提供依据。
气候系统：由大气圈、水圈、生物圈、岩石圈（陆地表面）、冰冻圈共同组成的，能够决定气候形成、气候分布和气候变化的统一的物理系统。
气候是这些子系统相互作用的终极产物。
气候系统运动的能量主要来自太阳。
末次盛冰期时期的特点：（1）海平面下降约120m（2）全球温度下降5‐10度（赤道：2‐5度；极地：15度以上）（3）全球总体降水量减少：～10‐30%（4）SST降低（5）沙漠扩大（6）气候带南移（7）动、植物南迁驱动‐响应：快速响应与慢速响应第二部分古气候记录一、古气候记录的原理古气候记录的原理：根据不同沉积物的物质组成（生物的、物理的、化学的）和沉积特征，利用不同的研究方法和理论推测地质时期的气候。
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松嫩沙地
呼伦贝尔沙地
A. 毛乌素沙漠腹地的古沙翻新
TOC Grain size (Md, µ m) 0
METERS 0
现代流动沙丘
2300±90 9510±110 (14C) 27940±600 (14C) (14C)
B1 B2 B3
(%)
0
1
2 220
110
10
B4 B6 B7
70900±6200 (TL)
兰州地区黄河阶地－夷平面示意图
第五讲 古气候变化原因（ 古气候变化原因（二）
一、岩石圈变动与气候变迁 二、人类活动与气候变化 三、全新世气候变化原因
1、土地利用与土地覆盖 、 2、大气温室气体排放 、
典型的末次盛冰期以来的古沙丘剖面
全新世土壤
末次盛冰期的古风成砂
沙 源
浑善达克沙地 科尔沁沙地
杨树已被流沙掩埋的只剩树冠
几乎被流沙掩埋的居民点
照片拍于1998年7月 年 月 照片拍于
第五讲 古气候变化原因（ 古气候变化原因（二）
一、岩石圈变动与气候变迁 二、人类活动与气候变化 三、全新世气候变化原因
1、全新世气候分期 、
全新世的气候波动与不稳定性
亚大西洋期(0-2500年) 年
亚北方期(2500-5000年) 年
38
沙地 长城
西汉
唐代
清代和民国时期
人类活动参与荒漠化过程的年代学证据
118 119 49 110 50 48 120 130 HLD WG
Hunlun Buir Desert
40 114 44 116
Loess
Desert
SY 43 SGDL
Hunshandake Desert
WG (m) 0 0.5 1.0 1.85±0.18 1.5 2.0 13.4±0.5 (kyr) 0.04±0.01
3
锡林郭勒草原的沙漠化
锡林郭勒草原南部的沙漠景观 正在翻耕的黑土地 --其下即为末次冰期的砂层 --其下即为末次冰期的砂层
照片拍于2000年6月 年 月 照片拍于
松嫩沙地的沙漠化现状
沙丘顶部的全新世黑土层
照片拍于1998年6月 年 月 照片拍于
科尔沁草原(沙地) 科尔沁草原(沙地)的沙漠化现状
沙漠中存在的全新世黑土层 --其下的末次盛冰期的古风成砂在失去“黑土地”的保护后， --其下的末次盛冰期的古风成砂在失去 黑土地”的保护后， 其下的末次盛冰期的古风成砂在失去“ 被大量翻新
照片拍于2000年6月 年 月 照片拍于
呼伦贝尔草原的沙漠化
正在翻耕的黑土地 --现代农垦 --现代农垦 过度放牧
古土壤
毛乌素沙漠“统万城” 毛乌素沙漠“统万城”遗址 ---始建于公元413年 始建于公元413 ---始建于公元413年
陕北榆林、宁夏盐池一带 陕北榆林、 流沙已越过明长城
历史时期“沙进人退” 历史时期“沙进人退”的考古证据
106
108
110
112
80 km
Yellow 库布其沙地
40
毛乌素沙地
93000±14000 (TL)
B8
136000±15200 (TL)
B9 B10 B11 B12 B13 B15 B17
216000±22000 (TL)
Fluvial silts or fine sands
Lacustrine silt and clay
Eolian ands
大西洋期 (5000-7500年) 年
北方期 (7500-9800年) 年 前北方期 (9800-10500年) 年 新仙女木期 阿尔露德期 老仙女木期
据徐国昌，1997
2、研究全新世气候变化的主要材料 、
3、全新世气候变化的可能控制因素 、
）、地球轨道 （1）、地球轨道（总体趋势变化、千年级） ）、地球轨道（总体趋势变化、千年级） ）、太阳活动 （2）、太阳活动（年代级、世纪级、千年级） ）、太阳活动（年代级、世纪级、千年级） ）、火山喷发 （3）、火山喷发（年代级到年级） ）、火山喷发（年代级到年级） ）、人类活动 年以来） （4）、人类活动（主要在 ）、人类活动（主要在2000年以来） 年以来
开卷考试题目
1、简述如何重建古气候变化时间序列 、 2、简述第四纪冰期旋回与地球轨道变化的关系 、 3、简述岩石圈变动与气候变迁的关系 、 4、简述高分辨率气候变化重建方法 、
上：由太阳风变化 引起的地磁场变化 下：太阳黑子数变 化（由碳14记录计 由碳 记录计 算而来）－ ）－虚线为 算而来）－虚线为 实际观察值
全新世气候事件
亚大西洋期(0-2500年) 年 亚北方期(2500-5000年) 年 大西洋期 (5000-7500年) 年 北方期 (7500-9800年) 年 前北方期 (9800-10500年) 年 新仙女木期 阿尔露德期 老仙女木期
HLHD (kyr) (m) 0 0.5 1.0 2.48±0.29 1.5 2.0 12.4±1.2 2.5 Aeolian sand 1.56±0.14
SGDL (kyr) (m) 0 1 2
SY (m) 0 (kyr) 1.25±0.14
1.05±0.10 3.50±0.36 1
1.67±0.18 2 9.86±1.36 3 Paleosol 11.1±1.3
Fluvial pebbles
Cretaceous sandstone
毛乌素沙漠南缘的古砂翻新
演化方向
年龄(千年) 年龄(千年) 10± 10±1 27± 27±2 48±4 48± 55± 55±4 75± 75±9 88± 88±7 101± 101±11 130± 130±10
B A
风成砂
黄土