气候变化特征和气候灾害
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指地球大气的气候显著变冷
估计气温比现在低3~7℃ 50°N以北都被冰雪覆盖，冰盖占大陆总面积20%~30% 由于水分都变成冰雪，并且海水水体由于冷收缩，海洋水位显
著下降，比目前低100m。 地球从形成以来，至少经历了3此冰河期：
6~7亿年前的震旦纪大冰河期 2~3亿年前的二迭纪大冰河期 200多万年到1万年前的第四大冰河期
人类活动又严重影响着气候变化
近年来国际上重视对气候变化的研究
2020/5/2
3
气候：
是指气温、降水量等气象要素长时间的平均 （一般取30a左右）
气候较常年异常
降水偏多，气温偏高
20世纪90年代
常年：国际规定为1961~1990年的平均
21世纪
常年：国际规定为1971~2000年的平均
因此，大气外部的能量对于1周以上的大气运动是 相当重要的。
这意味着太阳活动、海洋和陆地等对大气能量的注入 和补充是相当重要的。
2020/5/2
9Fra Baidu bibliotek
来看大气能量的耗散过程。
是一种串级过程，即将大涡旋逐级地向小涡旋 传输能量，最后由分子粘性耗散成热量。
耗散的时间尺度约为1周
所以，时间尺度在1周以上的大气环流演变 所需的动能靠大气本身位能转换是不够的， 还需要外界提供能量来补偿。
2020/5/2
8
则单位质量的能量大约为：E/M = 102J/g
大气的能源根本上来自太阳辐射
太阳给地球能量的功率为 1.8 × 1014kW
其中40%直接反射到太空 地球上实际收到的能量约为 1.0 × 1014kW
如果没有外部能量的输入，大气全部能量转换成 大气运动的动能需要1周左右的时间。
2020/5/2
4
气候变化（Climate change）
是指气候平均状态统计学意义上的巨大改变或者持续 较长一段时间（典型的为10年或更长）的气候变动。
气候变化的原因可能是自然的内部进程，或是外部强迫，或者 是人为地持续对大气组成成分和土地利用的改变。
《联合国气候变化框架公约》（UNFCCC）第一 款中，将“气候变化”定义为：“经过相当一段 时间的观察，在自然气候变化之外由人类活动直 接或间接地改变全球大气组成所导致的气候改 变。”
气候变化特征和气候灾害
1
4节，2学时
第一节 气候变化的全球性 第二节 全球不同时间尺度的气候变化 第三节 我国气候变化 第四节 我国的气候灾害种类与分布特征
2020/5/2
2
气候与环境是人类及一切生物赖以生存最重 要的条件
气候变化影响着人类生存环境
工农业生产
粮食生产 交通运输 能源消耗 水资源
气候变化的特征：
非绝热性
全球性
系统性
2020/5/2
7
一、气候变化的非绝热性
根据观测资料估算，大气运动的总能量E
北半球
冬季： 4 × 1020 J 夏季：1.9 × 1020 J
南半球
冬季：7.1 × 1020 J 夏季：3.9 × 1020 J
大气的总质量M为 5.3×1021g
这些因素与大气相互作用，构成了各种不同 尺度的气候变化。
对于季度到年际的短期气候变化而言，不仅 大气内部动力、热力过程是重要的，而且海 洋和陆地表面热状况也是重要的。
2020/5/2
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由于气候变化是指较长时间尺度大气环流和 气象要素的变化，一般运动的时间愈长，它 的空间尺度也愈长，这就有两方面的问题：
2020/5/2
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（2）间冰期
与每次冰河期交替的期间 间冰期时地球大气的气温较高
UNFCCC因此将因人类活动而改变大气组成的“气候 变化”与归因于自然原因的“气候变率”区分开来。
2020/5/2
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第一节 气候变化的全球性
2020/5/2
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气候变化不仅仅是由于大气圈、水圈、岩石 圈和生物圈等系统各圈层相互作用的结果， 而且还受到火山活动、地球轨道、太阳活动 等因素的影响。
2020/5/2
10
因此，引起气候变化的原因不仅仅是大气内 部的动力过程与热力过程，而且更重要的是 外部强迫过程，主要是非绝热加热过程，即 依靠太阳辐射的加热，地表和海洋对大气的 加热等。
2020/5/2
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二、气候变化的全球性
从20世纪70年代后期起，开始认识到气候系统
大气本身存在各种尺度的运动 还受到太阳的直接辐射及从地面和海面发射的红外辐
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第二节 全球不同时间尺度的气候变化
2020/5/2
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就全球气候而言，地球已经历了各种不同时 间尺度的气候变化
地质年代的气候变化
利用在南极、格陵兰或大陆冰川钻探所得的冰芯， 再利用氧同位素的测定方法来推算而得到
历史时期的气候变化
利用树木的年轮，古书记载，特别是历代的黄宫奏 章中推测而得
近代气候变化
2020/5/2
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一、全球气候的不同时间尺度
根据气候变化的时间尺度及性质，分为以下 几种：（图7.2.1）
季节变化、年际变化 年代际变化 百年际变化 间冰期变化
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(一) 地质时期的气候变化
地球从形成至今已有46亿年，经历了无数次的剧 烈变化。
（1）冰河期
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另一方面，在这么长的时间内，大气要与它的 下垫面产生相互作用
若下垫面比大气热，则它要向大气输送感热 若大气比下垫面热，则向下垫面输送和传导热量 此外，海洋有充分的水汽供应，向大气输送潜热
因此，气候变化不可避免是全球性的
当然，它也具有一定的区域性，区域之间的气 候也有明显的差异。
射 大气处于海洋、陆地之上，大气与海洋、陆地表面进
行热交换 陆地上有的有冰雪覆盖，各地植被不一，对太阳辐射
的反照率不同 陆地上的山脉，会造成大气的动力强迫作用 大气中的有云、CO2、O3等微量气体，不仅影响辐射，
还会进行化学反应
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在海洋上还有海冰 在海洋及陆地之下还有岩石圈
一方面，在这么长的时间内，大气任何一部分 的变化都不能看成是独立的，它不仅仅由自身 的状况所决定的，而且还取决于与大气相接的 海洋、陆地、高原和冰雪等的变化的状况
如南亚与东亚季风的变化，它不仅仅取决于季风系 统自身的变化，还要依赖于过赤道气流的强弱、青 藏高原的热状况、太平洋与印度洋的海表热状况及 西风带的天气系统等等。
估计气温比现在低3~7℃ 50°N以北都被冰雪覆盖，冰盖占大陆总面积20%~30% 由于水分都变成冰雪，并且海水水体由于冷收缩，海洋水位显
著下降，比目前低100m。 地球从形成以来，至少经历了3此冰河期：
6~7亿年前的震旦纪大冰河期 2~3亿年前的二迭纪大冰河期 200多万年到1万年前的第四大冰河期
人类活动又严重影响着气候变化
近年来国际上重视对气候变化的研究
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气候：
是指气温、降水量等气象要素长时间的平均 （一般取30a左右）
气候较常年异常
降水偏多，气温偏高
20世纪90年代
常年：国际规定为1961~1990年的平均
21世纪
常年：国际规定为1971~2000年的平均
因此，大气外部的能量对于1周以上的大气运动是 相当重要的。
这意味着太阳活动、海洋和陆地等对大气能量的注入 和补充是相当重要的。
2020/5/2
9Fra Baidu bibliotek
来看大气能量的耗散过程。
是一种串级过程，即将大涡旋逐级地向小涡旋 传输能量，最后由分子粘性耗散成热量。
耗散的时间尺度约为1周
所以，时间尺度在1周以上的大气环流演变 所需的动能靠大气本身位能转换是不够的， 还需要外界提供能量来补偿。
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则单位质量的能量大约为：E/M = 102J/g
大气的能源根本上来自太阳辐射
太阳给地球能量的功率为 1.8 × 1014kW
其中40%直接反射到太空 地球上实际收到的能量约为 1.0 × 1014kW
如果没有外部能量的输入，大气全部能量转换成 大气运动的动能需要1周左右的时间。
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气候变化（Climate change）
是指气候平均状态统计学意义上的巨大改变或者持续 较长一段时间（典型的为10年或更长）的气候变动。
气候变化的原因可能是自然的内部进程，或是外部强迫，或者 是人为地持续对大气组成成分和土地利用的改变。
《联合国气候变化框架公约》（UNFCCC）第一 款中，将“气候变化”定义为：“经过相当一段 时间的观察，在自然气候变化之外由人类活动直 接或间接地改变全球大气组成所导致的气候改 变。”
气候变化特征和气候灾害
1
4节，2学时
第一节 气候变化的全球性 第二节 全球不同时间尺度的气候变化 第三节 我国气候变化 第四节 我国的气候灾害种类与分布特征
2020/5/2
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气候与环境是人类及一切生物赖以生存最重 要的条件
气候变化影响着人类生存环境
工农业生产
粮食生产 交通运输 能源消耗 水资源
气候变化的特征：
非绝热性
全球性
系统性
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一、气候变化的非绝热性
根据观测资料估算，大气运动的总能量E
北半球
冬季： 4 × 1020 J 夏季：1.9 × 1020 J
南半球
冬季：7.1 × 1020 J 夏季：3.9 × 1020 J
大气的总质量M为 5.3×1021g
这些因素与大气相互作用，构成了各种不同 尺度的气候变化。
对于季度到年际的短期气候变化而言，不仅 大气内部动力、热力过程是重要的，而且海 洋和陆地表面热状况也是重要的。
2020/5/2
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由于气候变化是指较长时间尺度大气环流和 气象要素的变化，一般运动的时间愈长，它 的空间尺度也愈长，这就有两方面的问题：
2020/5/2
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（2）间冰期
与每次冰河期交替的期间 间冰期时地球大气的气温较高
UNFCCC因此将因人类活动而改变大气组成的“气候 变化”与归因于自然原因的“气候变率”区分开来。
2020/5/2
5
第一节 气候变化的全球性
2020/5/2
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气候变化不仅仅是由于大气圈、水圈、岩石 圈和生物圈等系统各圈层相互作用的结果， 而且还受到火山活动、地球轨道、太阳活动 等因素的影响。
2020/5/2
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因此，引起气候变化的原因不仅仅是大气内 部的动力过程与热力过程，而且更重要的是 外部强迫过程，主要是非绝热加热过程，即 依靠太阳辐射的加热，地表和海洋对大气的 加热等。
2020/5/2
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二、气候变化的全球性
从20世纪70年代后期起，开始认识到气候系统
大气本身存在各种尺度的运动 还受到太阳的直接辐射及从地面和海面发射的红外辐
2020/5/2
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第二节 全球不同时间尺度的气候变化
2020/5/2
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就全球气候而言，地球已经历了各种不同时 间尺度的气候变化
地质年代的气候变化
利用在南极、格陵兰或大陆冰川钻探所得的冰芯， 再利用氧同位素的测定方法来推算而得到
历史时期的气候变化
利用树木的年轮，古书记载，特别是历代的黄宫奏 章中推测而得
近代气候变化
2020/5/2
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一、全球气候的不同时间尺度
根据气候变化的时间尺度及性质，分为以下 几种：（图7.2.1）
季节变化、年际变化 年代际变化 百年际变化 间冰期变化
2020/5/2
18
(一) 地质时期的气候变化
地球从形成至今已有46亿年，经历了无数次的剧 烈变化。
（1）冰河期
2020/5/2
14
另一方面，在这么长的时间内，大气要与它的 下垫面产生相互作用
若下垫面比大气热，则它要向大气输送感热 若大气比下垫面热，则向下垫面输送和传导热量 此外，海洋有充分的水汽供应，向大气输送潜热
因此，气候变化不可避免是全球性的
当然，它也具有一定的区域性，区域之间的气 候也有明显的差异。
射 大气处于海洋、陆地之上，大气与海洋、陆地表面进
行热交换 陆地上有的有冰雪覆盖，各地植被不一，对太阳辐射
的反照率不同 陆地上的山脉，会造成大气的动力强迫作用 大气中的有云、CO2、O3等微量气体，不仅影响辐射，
还会进行化学反应
2020/5/2
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在海洋上还有海冰 在海洋及陆地之下还有岩石圈
一方面，在这么长的时间内，大气任何一部分 的变化都不能看成是独立的，它不仅仅由自身 的状况所决定的，而且还取决于与大气相接的 海洋、陆地、高原和冰雪等的变化的状况
如南亚与东亚季风的变化，它不仅仅取决于季风系 统自身的变化，还要依赖于过赤道气流的强弱、青 藏高原的热状况、太平洋与印度洋的海表热状况及 西风带的天气系统等等。