气候变化及其影响

第四章气候变化及其影响

§4.1概述

一、问题的重要性

1、气候是变化的。

地球形成至今大约经历了46亿年，在这46亿年里，气候始终处于不断的变化当中，冷暖交替。干时变换，时地球气候演变的基本特点。

2、气候变化的影响

气候变化的空间尺度有全球性的，也有局域性的。其变化对人类的进化和发展，生物、海洋、地质等都有重要的影响，并且也受到这些过程的反馈。气候变化的研究涉及了气象学、生物学、考古学、地质学、地理学、天文学、水文学、海洋学以及人类进化和发展史等学多学科，而研究气候变化又用到了物理学、化学、生物学、数学等学科。所以可见，气候变化的研究是多么复杂。

二、气候变化的时间尺度

1、时间尺度：气候变化的时间尺度有长达数百万年，甚至数千万年的冰期和间冰期循环，也有几十万年、万年、千年、百年、几十年甚至几年的气候变化。现在世界上气候学家公认的气候变化时间有以下几种：

（1）106－108年：大冰期气候、大间冰期气候

（2）105年：亚冰期与亚间冰期气候

（3）104年：副冰期、副间冰期气候

（4）102－103年：寒冷期与温暖期气候

（5）100－101年：世纪及世纪内气候变化（包括年代际、年际尺

度的变化）

2、气候史分级

根据时间尺度和研究方法，地球气候史可分为三个阶段：

（1）地质历史时期气候变化：

①地质历史时期的气候变化主要指距今22亿年（其中了解较多的是6亿年以来）——1

万年的气候变化。

②其气候特点：

a、冰期与间冰期交替出现

b、气候变化时间尺度在10万年以上

c、温度振幅为10－15ºC。

（2）历史时期的气候变化

①时间：一般指距今1万年左右以来的气候变化

②气温变化：气温变化振幅一般为5－10ºC

（3）近代气候变化主要描述一、二百年以来有气象记录时期的气候变化

§4.2地质历史时期的气候变化

一、地球年龄的计算方法

研究过去的气候，需要一个时间的概念，地质上计算地球年龄的方法有两种，一种为同位素年龄，即绝对年龄，另一种为相对地质年代。

（1）同位素年龄：以年或百万年为单位，表示的是矿物和岩石形成到现在的确切年龄。目前世界上已知的最古老的岩石发现于格陵兰，距今约38亿年，由此推算可知地球的年龄约为46亿年。

（2）相对地质年代

①定义：是将地质历史划分为一些自然阶段来表示地质事件发生和岩石形成的先后顺序，

其年代根据地层和古生物确定。

②划分：根据生物演化阶段和地层顺序可以把地质历史划分为若干大小不同的时间单位，

称地质时代单位，这些单位有大到小依次为：宙、代、纪、世，在这些单位内形成的地层称地层单位，相应的为宇、界、系、统一一对应。宙（宇）、代（界）、纪（系）、世（统）是国际上运用的名称和时代（地层）划分单位。

③地质年代表（书725页）③

二、地质历史时期的古气候变迁

1、时间范围

对古气候变迁史人们认识较为充分的主要是距今约6亿年以来的变化，二前40亿年，由于地质证据不足，或因冰川活动范围有限，没有留下或还没有发现大范围的冰川地层的存在，故仍在探索阶段。

2、气候变化特点

①地质时期世界古气候变迁的基本特征是温暖大间冰期与非常寒冷的大冰期的反复交替

出现。

②在大冰期内，大陆覆盖大面积的冰盖和山地冰川，气温和雪线同时下降。在大间冰内气

候变暖，冰川消融退缩，冰盖仅局限于南极和格陵兰，气温和雪线同时上升。

③大冰期和大间冰期中纬度气温变化可达10ºC以上。

3、大冰期——大间冰期的划分

目前，公认的全球至今已出现过了3次大冰期和2次大间冰期（也有人认为10亿年来经历了6次大冰期，分别出现在9.7亿、7.6亿、6.7亿、4.3亿、2.7亿和150万年）。

（1）第一次大冰期：

①时段：距今约6亿年，称为震旦纪大冰期

②分布：这次冰期保留下来的冰碛层发现于除南极洲以外的全部大陆，在中国的新疆、西

南、南方和中部，印度、前苏联的亚洲部分，欧洲的挪威、苏格兰、格陵兰、法国，北美的大湖区，非洲的中部和南部，澳大利亚的中南部等地区都有发现。表明这期冰川的活动具有全球性，是一次是是金额规模的大冰期，范围广，历时长。

③气候特点：主要特点是气候寒冷，但也有不同类型的气候存在，如我国目前的黄河以北

地区，在当时是温暖、干燥的气候。

（2）第一次大间冰期

①时段：距今3－6亿年，历时3.3亿年，称寒武纪－石炭纪大间冰期。共经历了寒武纪奥

陶纪、志留纪、泥盆纪和石炭纪5各地质时期。

②气候变化特点

A总体特点：气候显著变暖，冰川后退，雪线升高。

B分段特点：

a、寒武纪－志留纪：气候变暖，干湿气候带分布明显；欧洲有三个迥然不同的气候带，

中国北部为干燥气候带。

b、志留纪后期－泥盆纪前期：气候又有变冷趋势，旦影响范围不大，持续时间也不长，

主要出现于阿拉斯加，加拿大东部和非洲南部地区。

c、泥盆纪中期：气候迅速回暖。

d、泥盆纪后期：中国气候有明显分区，昆仑山以南经阿尔金山到云南东部，有一明显

的干燥带。而辽东半岛、太行山西坡和西南坡、四川南部、贵州北部和西北部为湿

润区。

e、石炭纪：气候为典型的暖和湿润气候。全球均出现海洋性气候特点，森林广布，这

一时期是地质历史上最重要的成煤期。当时的树木缺少年轮，表明当时树木终年生

长，没有明显的冷暖、干湿的季节区别。

（3）第二次大冰期

①时段：距今2－3亿年，始于石炭纪末期，止于二迭纪中期，称为石炭－二迭纪大冰期。

②分布：主要分布于南半球，北半球除印度外，尚未发现这次大冰期遗迹。

③气候特点：寒冷为其基本特点，但气候的分带性明显，中国西部、西伯利亚、北欧和北

美地区为干燥带。干燥带外围为温暖的湿润气候带。干燥带的南面，包括中国南部、中南半岛、马来半岛南部和欧洲南部为潮湿炎热的气候带。

（4）第二次大间冰期

①时段：距今2亿年－200万年，历时2.2亿年，包括整个中生代的三迭纪、侏罗纪、白

垩纪直到新生代的第三纪。称三迭纪－第三纪大间冰期。

②气候特点

A总体特点：温暖而湿润

B分段气候特点：

a、三迭纪：中国、欧洲、北美红色和紫色的地层很普遍，表明当时气候炎热氧化作用

强。地层中常含有石膏河食盐层，说明气候干燥。

b、侏罗纪：中国地层普遍分布有煤、粘土、耐火粘土等，表明为湿热气候；侏罗纪中

期，中国气候可分为南方热带和北方温带；侏罗纪后期，欧亚大陆干燥气候带再次

出现。

c、白垩纪：是干燥气候继续发展时期，帕米尔，昆仑山、费尔干和西部塔吉克已具有

沙漠和半沙漠性质，并向西南伸入阿拉伯沙漠。我国也现一条干燥带，西起新疆碦

什噶尔河，经天博克达山区向东南延伸到阿尔金山区，再经甘肃向东南直到江西南

部。

d、新生代的早第三纪：世界气候更均匀地变暖。

e、第三纪：东亚大陆气候趋于湿润

（5）第三次大冰期

①时段：200万年至今，称第四纪大冰期，什距今最近的一次大冰期，有理由认为我们现在还处于第四纪大冰期期间，下面将专门介绍。

4、大冰期－大间冰期气候变化的总体特征

（1）大冰期气候寒冷，大间冰期温暖，甚至炎热。

（2）大冰期持续时间较短，一般约为千万年；大间冰期持续时间较长，一般为2－3亿年。

（3）大冰期内和大间冰期内，气候也是变化的；即大冰期的寒冷气候中也有一些时段或地区气候相对较暖；大间冰期的温热气候中也有一些时段或地区

气候相对较冷。

三、第四纪古气候变迁

1、意义

第四纪什地质史上最新的一个时间单位，这一时期是人类社会出现和发展的时期。研究第四纪气候的变化历史及其规律有着非常重要的作用。

研究古气候及其变化的意义：

为了将古论今，然后将今而知未来。如何将古论今：先从现在气候变化探讨古气候的变化，再由古气候的变化探讨其变化规律和演变机制，从而可以作出未来气候的预测。

2、第四纪气候的基本特征

（1）全球特点：第四纪气候以全球性变冷为最突出的特征，同时又有多次冷暖、干湿波动，表现为冰川作用的盛衰和气候带的移动，即冰期和间冰期的更替。