气象学与气候学课件

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1、第八章　气候变化和人类对气候的影响一、研究气候变化的方法二、气候变化的史实三、气候变化的因素四、人类活动对气候的影响第一节研究气候变化的方法直接证据气候观测资料，但是世界上大多数地区只有几十年，最多亦只有二、三百年的记录，因此仅凭仪器观测的资料是无法了解地球长期气候变化的规律的。间接证据由于气候是一个庞大的系统，大气过程发生变化时，其他组成部分如海洋(海水温度，海面升降等)，大陆(岩石、土壤等)、冰雪覆盖(冰川、大陆冰原、海冰等)和生物圈(植物、动物等)都会发生相应的变化，并在地球表面遗留下它们变化的痕迹；为人们

2、研究地球气候变化的主要依据。地质时期气候----从距今22亿—1万年，其最大特点是冰期与间冰期交替出现。历史时期气候----指1万年左右以来的气候。近代气候----指最近一、二百年有气象观测记录时期的气候。第二节气候变化的史实一、地质时期的气候变化暖冷震旦纪冰期距今6亿年前石炭二叠纪冰期第一大间冰期第四纪冰期第二大间冰期现今全球年平均气温15ºC图8地球6亿年来经历的三大冰期和两大间冰期示意图二、历史时期的气候变化自第四纪更新世晚期约距今1万年左右的时期开始，全球进入冰后期。挪威的冰川学家曾作出冰后期的近1万年来

3、挪威的雪线升降图从图上看来，近1万年雪线升降幅度并不小，它显示冰后期气候的变化是相当明显的。竺可桢先生的《中国近五千年来气候变迁的初步研究》一文为纲，简述我国近五千年历史时期的气候变化于下：在近五千年的最初两千年，即从仰韶文化到安阳殷墟，大部分时间的年平均温度比现在高出2℃左右，冬季1月的温度大约比现在高3-5℃。一万年来挪威雪线高度变化和我国温度变化的比较温暖期：1)公元前3000-1000年左右(仰韶文化和安阳殷墟)；2)公元前770年到公元初(秦汉时代)；3)公元600-1000年(隋唐时代)；4)公元12

4、00-1300年(元朝初期)。寒冷期：1)公元前1000年左右到公元前850年(周代初期)；2)公元初年到公元600年(东汉、三国到六朝时代)；3)公元1000-1200年(南宋时代)；4)公元1400年(明末清初)开始。温暖期愈来愈短，温暖的程度愈来愈低。寒冷期愈来愈长，程度愈来愈强。三、近代气候变化特征归纳：全球气候变化特征：全球地质时期气候变化的时间尺度在22亿年到1万年以上，以冰期和间冰期的出现为特征，气温变化幅度在10℃以上。冰期来临时，不仅整个气候系统发生变化，甚至导致地理环境的改变。历史时期的气候变

5、化是近1万来，主要是近5000年来的气候变化，变化的幅度最大不超过2--3℃，大都是在地理环境不变的情况下发生的。近代的气候变化主要是指近百年或20世纪以来的气候变化，气温振幅在0.5--1.0℃。第三节气候变化的因素气候的形成和变化受多种因子的影响和制约，下图表示各因子之间的主要关系，图中C.D是气候系统的两个主要组成部分，A、B、F则是外界因子。一、太阳辐射的变化太阳辐射是气候形成的最主要因素。气候的变迁与到达地表的辐射能的变化关系至为密切。引起太阳辐射能变化的条件是多方面的。(一)地球轨道因素的改变地球在自

6、己的公转轨道上，接受太阳辐射能。而地球公转轨道的三个因素：地球轨道的偏心率、地轴的倾斜度和春分点的位置等都是以一定的周期在变动着的，这就导致地球上所受到的太阳天文辐射发生变动，引起气候变迁。1.地球轨道偏心率的变化：由天文辐射原理可知：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，地球绕太阳公转轨道是一个椭圆形，现在这个椭圆形的偏心率(e)约为0.016。目前北半球冬季位于近日点附近，因此北半球冬半年比较短(从秋分至春分，比夏半年短7.5日)。但偏心率是在0.00-0.06之间变动的，其周

7、期约为96000年，以目前情况而论地球在近日点时所获得的天文辐射量(不考虑其他条件的影响)较现在远日点的辐射量约大1／15。当偏心率e值为极大时，则此差异就成为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。这种变化情况南北半球是相反的。2.地轴倾斜度的变化：地轴的倾斜是产生四季的原因。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度(f)也在变动。现在地轴倾斜度是23.44°，最大时可达24.24°，最小时为22.1°，变动周期约40000年。这个变动使得夏

8、季太阳直射达到的极限纬度(北回归线)和冬季极夜达到的极限纬度(北极圈)发生变动如下图所示。3.春分点的移动：春分点沿黄道向西缓慢移动，大纣每21000年，春分点绕地球轨道一周。春分点位置变动的结果，引起四季开始时间的移动和近日点与远日点的变化。地球近日点所在季节的变化，每70年推迟一天。大约在一万年前，北半球在冬季是处于远日点的位置(现在是近日点)，那时北半球冬季比现在要