气象学基础第九章气候变化ppt课件.ppt
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1、第九章 气候变化,第一节 气候变化的史实,气候变化的时间尺度:大冰期和大间冰期气候:时间尺度约为几百万到几万万年。亚冰期气候与亚间冰期气候:时间尺度约为几十万年副冰期与副间冰期气候:时间尺度约为几万年。寒冷期(或小冰期)与温暖期(或小间冰期)气候:时间尺度为几年到几十年。,一、历史时期的气候变化,1、震旦纪大冰期气候,震旦纪砂质泥岩中的龟裂构造,湖北宜昌震旦纪地层剖面,2、寒武纪石炭纪大间冰期气候,寒武纪生物群,奥陶纪生物群,志留纪生物群,泥盆纪鱼类,石炭纪植物群,3、石炭纪二迭纪大冰期气候,二迭纪植物群,4、三迭纪第三纪大间冰期气候,三迭纪植物群,侏罗纪鱼类,白垩纪恐龙,第三纪植物群,5、第
2、四纪大冰期气候,第四纪动物群,斯堪的那维亚冰川中心,北美冰川中心,西伯利亚冰川中心,二、历史时期的气候变化,1、历史时期的全球变化历史气候的气候,通常是指第四纪大冰期中大理(武木)亚冰期的最近一次副冰期结束以来1万年左右的所谓“冰后期”气候。,公元前5000年到公元前1000年的最适宜气候期,当时气温比现在高34,十五世纪以来的寒冷气候(雪线降低表示温度下降),其中15501850年为冰后期以来最寒冷的阶段,称为小冰河期,当时气温比现在低12。,二、历史时期的气候变化,2、中国历史时期的冷暖气候,第一次温暖时期:公元前3000年至1000年之间,仰韶文化 遗址中发现有大量水獐和竹鼠等亚热带动物
3、的遗骨,竹鼠,河南安阳殷墟遗址中发掘出大批当地已经灭绝了的哺乳动物残骨化石,除水獐和竹鼠外,还有水牛、野猪、野象等的遗骨。,第一次寒冷时期:公元前1000年至公元前850年,丹江口水库,第二次温暖时期 公元前770年的东周到公元初的西汉,第二次寒冷时期 公元初到公元600年,第三次温暖时期 公元600至1000年,第三次寒冷时期 公元1000至1200年,第四次温暖时期 公元1200至1300年,第四次寒冷时期 公元十五世纪初至十九世纪末,十七世纪是第四寒冷时期中最冷的阶段,太湖、汉水和淮河均结冰4次,洞庭湖结冰三次,鄱阳湖也曾经结冰,(1)近五千年的最初二千年,大部分时间的年平均温度比现在高
4、2左右。冬季(1月)的温度大约比现在高35。(2)从公元前1000年的周朝初期以后,气候有一系列的冷暖变动,其最低温度出现时期分别在公元前1000年、公元400年、公元1200年和公元1700年,温度变动幅度为12。(3)在每个400800年的期间里,可分出50100年的周期波动,温度变化范围为0.51.0。(4)近五千年气候变迁的趋势,温暖期越来越短,温暖程度越来越低,从生物分布上也可看出这一特点。(5)气候的波动是全球性的,虽然世界各地的最冷年份和最暖年份发生在不同时代,但气候的冷暖起伏是先后呼应的。,b、d、e(表明确实从公元1550年前后气温出现明显的负距平,开始进入寒冷时期,图a也有
5、这样的趋势,图c与图f则推迟到公元1600年才进入寒冷期,所以17世纪比较冷是一致的。18世纪相对温暖,只有图83中f仍然维持较冷,但至少在18世纪前半期也有所减弱,19世纪又出现一个寒冷期,只有在图e相对冷的程度弱一些,大约在公元18001850年之间气温达到最低,因此在历史时期将公元15501850定为小冰期是有依据的。,二、历史时期的气候变化,3、中国历史时期的干、湿交替,旱涝比=干旱频数/同期雨涝频数,I=2F/(F+D),I为湿润指数,F为历史上有记载的雨涝频数,D是同期内所记载的干旱频数。I值变化于0和2之间,I=1表示旱涝频数相等,小于1表示干旱占优势,大于1表示雨涝占优势。,三
6、、近代气候变化研究,1、冷暖变化,从十九世纪中叶到现在,全球气候在波动中缓慢增暖,19191928年间的巴伦支海水面温度比19121918年高8。增暖现象在40年代达到极大。此后,世界气候变冷,以北极为中心的60N以北,气温越来越低,进入60年代以后高纬地区气候变冷趋势更加显著,进入20世纪70年代以后,世界气候有明显变暖,到1980年以后,世界气温增暖的形式更为突出。,全球年平均气温从1880年到1940年这60年中增加0.5,1940年1965年降低了0.2,然后从19651993年又增暖了0.5。,中国学者根据中国从1910年1984年137个站的气温资料,将每个站逐月的平均气温划分为五
7、个等级,即1级暖、2级偏暖、3级正常、4级偏冷、5级冷,然后绘制了全国1910年以来逐月的气温等级分布图。,20世纪以来我国气温的变化与北半球气温变化趋势基本上是大同小异,即前期增暖,40年代中期以后变冷,70年代中期以来又见回升,所不同的只是在增暖过程中,30年代初曾有短期降温,但很快又继续增温,至40年代初达到峰点。另外,40年代中期以后的降温则比北半球激烈,至50年代后期达到低点,60年代初曾有短暂回升,但很快又再次下降,而且夏季比冬季明显,70年代中期后又开始回升,但80年代的增暖远不如北半球强,三、近代气候变化研究,2、干湿变化,四、现代气候变化的背景,第一,现代的气候变化是属于第四
8、纪大冰期中的一个相对温暖的时期还是已不属于这个时期?,第二,现代已经离开了武木亚冰期,还是仍然处在武木亚冰期中的一个间隙期?,第八章 气候变化,第二节 气候变化的因素,一、太阳辐射的变化,(一)地球轨道参数的变化,1、地球轨道偏心率的变化,到达地球表面单位面积上的天文辐射强度是与日地距离(b)的平方成反比的,地球绕太阳公转的轨道是一个椭圆,太阳位于其中的一个焦点上。,现在地球轨道的偏心率为0.016偏心率是在0.00到0.06之间变动的,其周期约为96000年。当偏心率达到最大值时地球获得的热量将比现在增加3%,就目前的情况来看,地球在近日点时所获得的天文辐射量(不考虑其它条件的影响)较现在远
9、日点的辐射量约大1/15,当偏心率值为极大时,这个差异就称为1/3。如果冬季在远日点,夏季在近日点,则冬季长而冷,夏季热而短,使一年之内冷热差异非常大,这种变化在南北半球是相反的。现在北半球冬季为远日点,北半球冬季虽应暖和,但是由于北半球陆面太大,所以现在北半球较南半球具有大陆性气候。,2、地轴倾斜度的变化,地轴倾斜(即赤道面与黄道面的夹角,又称黄赤交角)是产生四季的原因。由于地球轨道平面在空间有变动,所以地轴对于这个平面的倾斜角()也在变动。现在地轴的倾斜度是2344,最大时可达2424,最小时为22.1,变动周期约为40000年。这个变动使得夏季太阳直射达到的极限纬度(北回归线)和冬季极夜
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