文档介绍：气象科学
气候变迁
大冰期与气候变化
关于地球远古时代的气候,随着时代的久远,我们的认识有些模糊不清。
地球形成为行星大约在± 亿年前,从那时候开始直到亿年前,地
球上充满原始大气,并且逐渐逃逸。从亿年前开始,地球进入到地质年代,
逐渐产生次生大气,大约在亿年前,地球上出现生命,开始改造地球大气,
到寒武纪,大气才被生物改造成现在这个样子。但是,对古代以前的古气候,
我们几乎是一无所知,到了古生代,古气候状况才逐渐清楚起来。
我们大体上知道,在地质时期反复经过几次大冰期,其中从古生代以来,
就有三次大冰期。它们是:震旦纪大冰期,石炭纪二迭纪大冰期,第四纪大
冰期。大冰期之间是比较温暖的间冰期。
每两次冰期之间,大约是~ 亿年。为什么有这样长的周期呢?一种意
见认为,可能与造山运动有关系。地质上的大造山运动,往往使地面起伏程
度加大,全球变冷。因为山脉越高,引起大气的热机效率就越高,上升运动
增强,云雨增多,反射率增大,地面接收的太阳辐射能量减少,地表变冷。
三次大冰期与地质时代三次强烈的造山运动相对应。震旦纪大冰期产生
在元古代末地壳运动以后,石炭纪~二迭纪大冰期与海西运动相对应,第四
纪大冰期与喜马拉雅运动对应。这不是偶然的。现在,喜马拉雅山还在升高,
造山运动并未停止,所以第四纪大冰期还远未结束。现在,喜马拉雅运动还
不到万年,第四纪大冰期还只多万年。所以这次大冰期还会延续下
去,至少还要持续~ 万年。
另一种意见认为,地质历史上的大冰期和大间冰期,是由于地球的黄道
倾斜的大波动造成的。这种观点认为,黄道倾斜的范围是在°与°之间,
黄道倾斜大的时期代表着冰川流行的时期,在三次大冰期期间,黄道倾斜曾
有过°~°的变化。
那么,造山运动为什么也有~ 亿年的周期呢?地球黄道倾斜为什么也
有~ 亿年的波动呢?澳大利亚人威廉斯认为,这种气候变迁与地球在银河
系的位置有关系。因为地球不停地绕太阳公转。整个太阳系也绕着银河系中
心公转。这样转一圈的时间约亿年,太阳系又回到原来的位置。
第四纪冰期的气候变化
我们说现代正处在第四纪大冰期中,其实,第四纪大冰期中的气候也有
很大的变化,曾经出现几次亚冰期和亚间冰期。变化的时间短则几千年,长
则几万年或十几万年。
在世纪初,地质学家根据阿尔卑斯山区的资料,确定那里存在四次亚
冰期的规律。这就是:群智亚冰期、民德亚冰期、里斯亚冰期和武木亚冰期。
在这些冰期之间是亚间冰期。以后在北欧、北美、亚洲等地也纷纷找到了对
应的亚冰期。在我国对应的亚冰期是:鄱阳亚冰期、大姑亚冰期、庐山亚冰
期和大理亚冰期。
在第四纪的冰期中,仍然有寒冷和温暖更替。在寒冷时期,雪线高度下
降,冰川前进,出现亚冰期,以民德(我国为大姑)亚冰期和里斯(庐山)
亚冰期的冰川规模最大,群智亚冰期规模最小。在温暖时期,气温升高,雪
线高度上升,冰川退缩,出现亚间冰期。民德—里斯(大姑—庐山)亚间冰
期长达~ 万年。在第四纪大冰期,高纬度气温的急剧下降,导致两极地
区形成永久冰盖;在亚冰期,冰川一直伸展到中纬度,在亚间冰期才退缩到
高纬度。
根据科学研究发现,从亚间冰期向亚冰期过渡时,气候常呈渐变形式,
其中没有清楚的界线。从亚冰期向亚间冰期过渡时,气候常呈突变形式,两
者之间有明确的分界线。科学家们称为终止线。在距今万年前后出现了
一条终止线,标志着最近一次亚冰期结束了,随之而来的是一次新的亚间冰
期,气候由冷增暖。
在第四纪大冰期中,为什么会有亚冰期和亚间冰期的更替呢?按照南斯
拉夫气候学家来兰柯维奇在世纪年代提出的理论,是由于地球轨道三
要素的自然小波动造成的。地球轨道三要素是指:地球轨道的偏心率、地轴
的倾斜度和春分点的位置。
地球绕太阳公转的轨道是一个椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上。这样,
地球处在轨道的不同位置,距离太阳的远近就不相同,获得的太阳辐射能量
就有差异,如冬季在远日点,夏季在近日点,冬季就寒冷而漫长,夏季炎热
而短促。地球轨道现在的偏心率是;但是偏心率在~ 的范围
内变动。它的变动周期约为年。偏心率的变化影响日地距离,从而影
响太阳辐射强度,导致影响地球上的气候。
地球在春分点处在地球公转轨道上的什么位置,将影响季节的起止时
间,也会使近日点和远日点的时间发生变化。地球在春分点的位置,是沿着
地球公转轨道向西缓慢地移动,大约每年,春分点的位置在地球公转
轨道上移动一周。春分节气的时间,每隔年就要推迟一天。现在北半球夏
季远日,冬季近日,夏