第8章 大气圈与岩石圈的相互作用

二、气候对地貌的影响与控制
塑造地貌的外动力，主要受气候因素的控制。在不同的气候条件下， 由于水热条件不同，外动力的性质、强度和组合情况皆有所差异，从而形成 不同的地貌类型和地貌类型组合。外动力组合和主导外动力随各气候带而有 所不同。由于气候具有水平地带性和垂直带性，因此地貌也相应有明显的地 带性和垂直带性。
大气活动中心 位置的变化
洋流的变化
全球与区域气候的变化
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（据王鸿贞资料汇编）
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古近纪干旱盆地碎屑沉积分布
由于印度板块向北 的漂移与挤压，中国西 部地区在晚新生代向北 迁移了6～10个纬度（张 林源，1991;王建，1996， 1999 ），使由干旱碎屑 及红色泥质组合为标志 的早第三纪副热带干旱 带扭曲成“Z” 形。这 一幅度的迁移，足以使 我国西北地区脱离副热 带而进入温带，所引致 的气候与环境变化效果 可想而知。
干旱气候区
干化（旱化）作用、风力作用、流水作用
岩石圈的变化
海陆分布 地形起伏 大气环流中心
风化作用 侵蚀、搬运 堆积作用
大气圈的变化
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侵蚀切割导致负荷均衡上升示意图
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物理风化、化学风化和生物风化都较强。
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不同气候-植被带风化强度的差异（李天杰等）
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外动力：是指地球表面受大气、水的运动与生物
作用而产生的力。
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一、地貌对气候的影响
大陆与大洋是最大的地貌单元。由于大陆与大洋之间的热力差，产生了 季风环流。 从高原、盆地、山地、丘陵到河谷、平原，不同的地貌单元对应于不同 的区域或局地气候环境。在山区，由于山坡与山谷对温度日变化的响应速度 不同，故产生了山谷风。
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化学风化
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生 物 风 化
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第八章
大气圈与岩石圈的相互作用
第一节 岩石风化与气候 第二节 岩石圈变动与气候 第三节 地貌与气候 第四节 风成地貌 第五节 沙尘暴
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高原隆升加强亚洲 季风的强度，改变季风 的风向、改变季风影响 的范围。风尘堆积分布 范围的变化，在一定程 度上可以支持这一观点。 五百万年来中国风尘沉 积分布范围的变化及其 反映的冬季风风向和影 响范围的变化（根据陈 明扬，1991；王建， 2000）。
五百万年来中国风尘沉积分布范围的变化
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第一节 岩石风化与气候
风化是指十 分接近地表的或 直接暴露于地面 的岩石，处于新 的地球表层岩石 圈与大气圈、水 圈、生物圈发生 物质与能量交换 的环境，所发生 的种种物理变化 和化学变化。
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一、岩石的风化与风化壳
风化作用可以划分为物理风化、化学风化和生物风化。 物理风化：又称机械风化，是指岩石崩解、破碎而使其物 理性质发生变化的过程。比如，温度变化引起的热胀冷缩可以 使岩石破碎。 化学风化：是指岩石在大气、水及生物的作用下，化学性 质发生变化的过程。 生物风化：是指岩石在生物作用下，其物理性质和 /或化学 性质发生变化的过程。包括生物物理风化和生物化学风化。
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二、地形起伏变化对气候的影响
（一） 气温随高度的变化。 （二） 对局部地区气候的影响。 （三） 对区域和全球气候的影响。
⒈ 高原隆升导致北半球晚新生代气候变冷。 ⒉ 高原隆升，加强了季风环流，使气候的季节差异增大。 ⒊ 高原的隆升导致了北半球中纬地区干旱气候的形成。 ⑴ 高原与山地的形成，导致西风带的分叉，水汽运移不再 经过这些地区，而气流变为下沉气流为主，尤其在亚洲 中部和美国西部内陆； ⑵ 高大地形阻挡了来自附近海洋的水汽进入内陆地区； ⑶ 在高大地形的上游地区，风暴发生频率较低。 ⒋ 高原隆升加强亚洲季风的强度，改变季风的风向，改变季 风影响的范围。
深 色 区 域 为 变 冷 区 域。 颜 色 愈 深， 变 冷 愈 显 著
⑶ 随着高原的隆升，高原与周围地区的高 差增大，地面的侵蚀作用加强。由于地面风化 产物源源不断地被侵蚀搬运，使暴露于大气中 的、参与风化的物质增多，使参与风化作用的 二氧化碳增多，从而使得大气中二氧化碳的浓 度降低，使世界气候变冷（降低温室效应）。
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三、岩石圈与大气圈的相互作用
岩石圈的变化， 在很大程度上改变 大气环流，改变了 气候的格局与性质。 实际上，改变了的 大气圈，反过来又 作用于岩石圈，对 岩石圈施加影响。 岩石圈与大气圈是 相互作用、相互影 响的。岩石圈与大 气圈相互作用、相 互影响，决定了地 球表层环境的某些 特征与性质。
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第二节 岩石圈变动与气候
岩石圈处在不停的运动中。海底在扩张， 大陆在漂移，山地在隆起，海沟在加深。这些 变化，在很大程度上影响和改变了世界或区域 的气候。
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第三节 地貌与气候
地球表面的形态叫作地貌。地貌是内动力或内力 与外动力或外力共同作用的结果。 内动力：指地球内部能量所产生的作用力，主要 由岩石圈的变动表现出来，如褶皱运动、断裂运动、 岩浆活动、垂直运动、水平运动、地震等。
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地貌与气候的关系
气候区 冰川气候区 冰缘气候区 主要地貌过程 冰川作用、雪蚀作用、风力作用 冰冻作用、泥流作用、流水作用 主要地貌特征 刃脊、角峰、冰斗、冰碛 多边形地面、泥流阶地、石海、 石河、石冰川、冰丘 沙丘、盐盘、风蚀盆地、穴状 风化、干旱谷、风蚀垄槽
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岩石风化与大气二氧化碳含量变化的关系(Raymo)
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一、海陆分布变化对气候的影响
海陆分布的变化
海陆分布位 置的巨大变化 导致了纬度位 置、洋流分布、 大 气 活 动 中 心 纬度的变化 的分布格局等 的变化，从而 引起世界或区 域气候的变化。
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青藏高原隆升对季风环流的影响（Ruddiman)
高原隆升，加强季风环 流，使气候季节差异增大。 隆起的地面，其显热与潜热 的作用加强，夏季高原往往 成为一个热源，冬季则往往 成为一个冷源，从而加强了 由于海陆热力差异导致的季 风环流（见右图）。季风环 流的加强，使气候的季节差 异更加明显：冬季更加寒冷、 干燥，夏季更加温暖、湿润； 也在一定程度上，改变了行 星风系控制下的纬度地带性 规律。
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物理风化
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高原隆起导致的气候变冷（Ruddiman)
⑴ 气候模拟结果表明，随着高原的隆升， 1月中纬地区对流层上部行星风的波动（弯曲） 加强，使得高纬地区的冷空气可以源源不断地 输向中纬度地区，导致中纬度地区温度的降低。 ⑵ 随着高原的隆升，地面积雪越来越多， 地面反射率增高，使地面接受到的太阳辐射减 少，从而导致地面温度的降低。
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地球表层岩 石风化后，由残 留在原地基岩上 的风化产物组成 的壳层，称为风 化壳。
内蒙古碎屑风化壳
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二、气候对岩石风化的影响
岩石风化的类型与强度，在很大程度上受到气候 的影响与控制。 干旱地区：由于缺乏水的参与，风化作用比较弱；
寒冷地区：由于温度低、生物稀疏，化学风化与生物 风化都较弱； 冰缘地区：由于温度经常变化于冰冻点附近，冻结与 融化交替频繁，因而使物理风化作用比较强烈； 温暖湿润区：由于温度高、降水多、生物比较茂盛，
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三、岩石风化对气候的反作用
岩石的化学风化，将吸收大气中的二氧化碳。吸收 的二氧化碳，以化学径流的形式被输送到海洋，海洋生 物光合作用吸收二氧化碳，将之固定并沉积到海底。当 岩石风化加强，吸收的大气二氧化碳增加。当海洋释放 到大气中的二氧化碳不能补偿岩石风化从大气中吸收的 二氧化碳的数量时，大气中的二氧化碳含量将会减少。 由于温室效应减弱，将减缓气候的变暖，甚至导致气候 的变冷。