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1、氣象科學氣候變遷大冰期與氣候變化關(guān)于地球遠古時代的氣候，隨著時代的久遠，我們的認識有些模糊不清。地球形成為行星大約在55±5億年前，從那時候開始直到46億年前，地球上充滿原始大氣，并且逐漸逃逸。從46億年前開始，地球進入到地質(zhì)年代，逐漸產(chǎn)生次生大氣，大約在30億年前，地球上出現(xiàn)生命，開始改造地球大氣，到寒武紀，大氣才被生物改造成現(xiàn)在這個樣子。但是，對古代以前的古氣候，我們幾乎是一無所知，到了古生代，古氣候狀況才逐漸清楚起來。我們大體上知道，在地質(zhì)時期反復(fù)經(jīng)過幾次大冰期，其中從古生代以來，就有三次大冰期。它們是：震旦紀大冰期，石炭紀二迭紀大冰期，第四
2、紀大冰期。大冰期之間是比較溫暖的間冰期。每兩次冰期之間，大約是2～3億年。為什么有這樣長的周期呢？一種意見認為，可能與造山運動有關(guān)系。地質(zhì)上的大造山運動，往往使地面起伏程度加大，全球變冷。因為山脈越高，引起大氣的熱機效率就越高，上升運動增強，云雨增多，反射率增大，地面接收的太陽輻射能量減少，地表變冷。三次大冰期與地質(zhì)時代三次強烈的造山運動相對應(yīng)。震旦紀大冰期產(chǎn)生在元古代末地殼運動以后，石炭紀～二迭紀大冰期與海西運動相對應(yīng)，第四紀大冰期與喜馬拉雅運動對應(yīng)。這不是偶然的?，F(xiàn)在，喜馬拉雅山還在升高，造山運動并未停止，所以第四紀大冰期還遠未結(jié)束?，F(xiàn)在，喜馬
3、拉雅運動還不到7000萬年，第四紀大冰期還只200多萬年。所以這次大冰期還會延續(xù)下去，至少還要持續(xù)1～2萬年。另一種意見認為，地質(zhì)歷史上的大冰期和大間冰期，是由于地球的黃道傾斜的大波動造成的。這種觀點認為，黃道傾斜的范圍是在0°與54°之間，黃道傾斜大的時期代表著冰川流行的時期，在三次大冰期期間，黃道傾斜曾有過10°～23.5°的變化。那么，造山運動為什么也有2～3億年的周期呢？地球黃道傾斜為什么也有2～3億年的波動呢？澳大利亞人威廉斯認為，這種氣候變遷與地球在銀河系的位置有關(guān)系。因為地球不停地繞太陽公轉(zhuǎn)。整個太陽系也繞著銀河系中心公轉(zhuǎn)。這樣轉(zhuǎn)一圈
4、的時間約2.5億年，太陽系又回到原來的位置。第四紀冰期的氣候變化我們說現(xiàn)代正處在第四紀大冰期中，其實，第四紀大冰期中的氣候也有很大的變化，曾經(jīng)出現(xiàn)幾次亞冰期和亞間冰期。變化的時間短則幾千年，長則幾萬年或十幾萬年。在20世紀初，地質(zhì)學家根據(jù)阿爾卑斯山區(qū)的資料，確定那里存在四次亞冰期的規(guī)律。這就是：群智亞冰期、民德亞冰期、里斯亞冰期和武木亞冰期。在這些冰期之間是亞間冰期。以后在北歐、北美、亞洲等地也紛紛找到了對應(yīng)的亞冰期。在我國對應(yīng)的亞冰期是：鄱陽亞冰期、大姑亞冰期、廬山亞冰期和大理亞冰期。在第四紀的冰期中，仍然有寒冷和溫暖更替。在寒冷時期，雪線高度下
5、降，冰川前進，出現(xiàn)亞冰期，以民德（我國為大姑）亞冰期和里斯（廬山）亞冰期的冰川規(guī)模最大，群智亞冰期規(guī)模最小。在溫暖時期，氣溫升高，雪線高度上升，冰川退縮，出現(xiàn)亞間冰期。民德—里斯（大姑—廬山）亞間冰期長達17～18萬年。在第四紀大冰期，高緯度氣溫的急劇下降，導致兩極地區(qū)形成永久冰蓋；在亞冰期，冰川一直伸展到中緯度，在亞間冰期才退縮到高緯度。根據(jù)科學研究發(fā)現(xiàn)，從亞間冰期向亞冰期過渡時，氣候常呈漸變形式，其中沒有清楚的界線。從亞冰期向亞間冰期過渡時，氣候常呈突變形式，兩者之間有明確的分界線?？茖W家們稱為終止線。在距今1.1萬年前后出現(xiàn)了一條終止線，標志
6、著最近一次亞冰期結(jié)束了，隨之而來的是一次新的亞間冰期，氣候由冷增暖。在第四紀大冰期中，為什么會有亞冰期和亞間冰期的更替呢？按照南斯拉夫氣候?qū)W家來蘭柯維奇在20世紀30年代提出的理論，是由于地球軌道三要素的自然小波動造成的。地球軌道三要素是指：地球軌道的偏心率、地軸的傾斜度和春分點的位置。地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道是一個橢圓，太陽位于橢圓的一個焦點上。這樣，地球處在軌道的不同位置，距離太陽的遠近就不相同，獲得的太陽輻射能量就有差異，如冬季在遠日點，夏季在近日點，冬季就寒冷而漫長，夏季炎熱而短促。地球軌道現(xiàn)在的偏心率是0.164；但是偏心率在0.00～0.0
7、6的范圍內(nèi)變動。它的變動周期約為96000年。偏心率的變化影響日地距離，從而影響太陽輻射強度，導致影響地球上的氣候。地球在春分點處在地球公轉(zhuǎn)軌道上的什么位置，將影響季節(jié)的起止時間，也會使近日點和遠日點的時間發(fā)生變化。地球在春分點的位置，是沿著地球公轉(zhuǎn)軌道向西緩慢地移動，大約每21000年，春分點的位置在地球公轉(zhuǎn)軌道上移動一周。春分節(jié)氣的時間，每隔70年就要推遲一天?，F(xiàn)在北半球夏季遠日，冬季近日，夏季比冬季長8天。大約10000年后，就會變成冬季遠日，夏季近日，冬季反而會比夏季長8天。就是說，不太冷而且短促的冬季，將會變成寒冷而漫長的冬季。地軌傾斜又
8、稱黃赤交角，是地球上產(chǎn)生四季的原因。地軌傾斜度的變化，會導致回歸線和極圈的緯度發(fā)生變化，從而改變地球上的季節(jié)。地軌傾斜使回
