深时古气候对未来气候变化的启示

当前人类活动引起大气中二氧化碳(CO_2)的浓度逐渐升高,地球气候可能将发生不可逆的变化,从目前的冰室气候进入温室气候状态。文中通过对现在地球气候系统与深时温室气候时期的大气CO_2浓度与气候变化临界点、温度与温度梯度、海平面变化与水循环、大洋水体氧化还原状态几个方面进行对比和分析,提出对地球在这种温室气候状态中的气候动力系统的认识亟待提高。尽管深时温室气候并不严格等同于未来地球的气候,但深时时期形成的地质记录为我们提供了全尺度洞察在温室气候状态下地球系统是如何运行的一个天然实验室。     

河北南部石炭-二叠纪古气候演化特征

通过对河北南部的石炭二叠纪含煤岩系的岩石学、矿物学及地球化学等特征的研究表明,河北南部晚石炭世到早二叠世早期气候温暖潮湿,早二叠世晚期逐渐向半干旱气候转变,晚二叠世气候又再次向温暖潮湿转变,气候为半湿半干,至晚二叠世末则变得较为炎热、干旱.整体上研究区晚古生代气候由温暖潮湿向炎热干旱转变,但其中又存在着一定程度的波动.这种古气候演变与华北板块所处位置以及晚古生代古地中海的逐渐闭合有关,同时,华北板块晚古生代发生了多次海侵,这种海水的进退所带来的周期性湿气变化,导致了气候的波动,并于晚古生代末海水最终退出华北板块时,气候变得较为干旱.     

中国钙华沉积与气候变化关系研究

钙华是第四纪研究中的重要标志物,它记录了地质构造活动和气候变化信息.钙华沉积和气候变化之间可能存在联系,但它们之间的确切关系还不清楚.本文收集了中国的50处钙华地理坐标及98个已发表的钙华年龄数据,并使用钙华数量出现峰值的年龄与第四纪典型气候事件发生的时间进行比较分析,以检验钙华沉积受气候变化调节的假设.数据分析表明,中国钙华在空间上主要分布在水量充足气候温暖且地势起伏大、水动力强的西南地区;在时间上钙华数量出现峰值的频率大致对应于气候的10万年(100 ka)冰期旋回,每100 ka的最大峰值均出现在间冰期或过渡期(冰川期向间冰期过渡时期)这两个较温暖时期.并得出中国钙华在气候温暖且降水或地下水丰富的时期沉积速率更高,而在气温降低水量减少时期沉积速率较低.     

中国钙华沉积与气候变化关系研究

钙华是第四纪研究中的重要标志物,它记录了地质构造活动和气候变化信息.钙华沉积和气候变化之间可能存在联系,但它们之间的确切关系还不清楚.本文收集了中国的50处钙华地理坐标及98个已发表的钙华年龄数据,并使用钙华数量出现峰值的年龄与第四纪典型气候事件发生的时间进行比较分析,以检验钙华沉积受气候变化调节的假设.数据分析表明,中国钙华在空间上主要分布在水量充足气候温暖且地势起伏大、水动力强的西南地区;在时间上钙华数量出现峰值的频率大致对应于气候的10万年(100 ka)冰期旋回,每100 ka的最大峰值均出现在间冰期或过渡期(冰川期向间冰期过渡时期)这两个较温暖时期.并得出中国钙华在气候温暖且降水或地下水丰富的时期沉积速率更高,而在气温降低水量减少时期沉积速率较低.     

太白山最近1000年的孢粉记录与古气候重建尝试

秦岭太白山佛爷池最近1000年的孢粉记录及据此所重建古气候参数的时间序列,揭示了历史时期小冰期和中世纪温暖期的气候特征。小冰期的起止时间为1420-1920aAD。其1月与7月平均温度反映本区夏季风与冬季风的变化有很大的不一致性。小冰期开始时,冬季风突然增强,夏季风显示不稳定波动,并相对变弱,而降水一度增多。小冰期的结束是以冬季风逐渐减弱为先导,而夏季风呈突然增强势态,降水偏少。在中世纪温暖期中,1200-1340aAD发生快速气候波动,出现暖夏、冷冬等特征气候,成为历史上少见的灾害性气候时段。      

人类从哪里来？——（4）人类演化与古地理、古环境和古气候变化

详细介绍了8 Ma以来全球气候变化的规律,研究表明地球上主要发生过3次冷气候事件：第一次冷气候事件大约发生在距今7 Ma,一股强烈的干冷气流刮过欧洲大陆,穿越赤道地区直达非洲大陆,使得原始森林开始萎缩,面积的缩小导致古猿与人类发生演化分异;第二次冷气候事件大约发生在距今4.2 Ma,那时干冷气候持续发展,非洲大陆的原始森林进一步萎缩,并逐渐演化为稀树草原,出现了南方猿人和傍人;第三次冷气候事件大约发生在距今2.3 Ma,全球气候变化波动较大,冷-暖气候交替发育,地球上出现了真正意义上的人（人属）,并逐渐演化成现代人。根据目前的研究,人类的起源和演化与古地理、古环境和古气候变化密切相关,人类演化历史大致可分为7个时期：撒海尔猿人—原初猿人时期、地居猿人时期、南方猿人—傍人时期、能人—鲁道夫人时期、匠人—直立人时期、先驱人—海德堡人时期和智人时期。     

“深时环境、气候与生命”主题专辑目次

<正>当前由于全球变暖趋势不断加剧,逐渐升高的大气CO_2浓度使地球向更温暖的气候状态发展,可能在未来百年尺度内达到"温室气候"。这种气候恰好不属于人类演化过程中和当前所处的"冰室"气候状态。因此,国际科学界面临的重大科学命题就是,地球如何从冷变暖进入"温室气候"状态?变暖过程中地表环境-气候-生物体系的变化及其相互关系如何?为了深入理解这种变化,以探究"深时(Deep     

我国喜马拉雅山中段地区风化壳类型及其地球化学特征

喜马拉雅山是地球上最高大与最年轻的山脉之一。自第三纪以来,随着海洋历史的完结和不断上升,自然环境发生了巨大变化,尤其第四纪时期,本区古气候的变化更为引人注目。地壳表层岩石在各地质历史时期和高山气候环境下,曾经受过种种不同程度的风化作用,与陆地表面物质重新分异和组合的同时,各种化学元素也相应地发生过迁移和富集。因此,作为特定气候产物的风化壳类型和地球化学内容都是富有特色的。     

中国第四纪研究委员会简介

第四纪是地质历史上最新的一个地质时期，是地球环境演化过程中人类出现和现代环境格局逐步形成的重要时期。第四纪地球环境的一个重要特点是地球气候的大规模冷暖波动，特别是在寒冷时期在地球极地海洋、高纬度陆地和各纬度的高山上出现大规模的冰盖和／或冰川活动，海平面大幅度下降；暖期时，由于冰盖的大量融化，海平面上升。伴随这种大规模的气候变化是生态环境的改变和生物界的相应变化。人类的出现是第四纪时期的重要事件，人类出现的环境条件以及人类文明的发展，即人类活动对地球环境自然演化的影响也日益受到重视。第四纪研究就是借助现代科学技术手段，利用各种类型的载体中的各种环境变化记录，来恢复过去几个百万年以来地球环境演化的历史，探求造成这些变化的原因，搞清地球环境自然演化规律与人类活动的影响，以期预测今后环境演化的可能趋势。     

自然灾害概论

对人类来说,自然地球作用引起的灾害总是存在的,必须认识这些自然灾害,自然灾害是可以避免的,而且对人类的生命财产的危害应该是最小的。从第二章讨论的均变学说中,我们认识到现代正在发生的物理及生物作用在地球上持续存在的时间要比人类长得多。因此人们总是不得不同这些使人们生活发生困难的自然作用相抗争。令人惊奇地是。人类种族正是出现在冰期——气候和环境都是相当恶劣的时期。     

古气候中的沙尘变化及其气候影响

大气中的沙尘通过对太阳光的吸收和散射对地表温度产生影响,进而对大气环流和降水等也产生影响,但是在地球的不同历史时期尤其是深时地球大气中的沙尘量如何变化以及如何影响气候还有很多不清楚的地方。本文通过模式模拟对地球上4个不同时期的沙尘变化及其气候影响进行了研究,这4个时期分别是陆地植被还没有出现的前寒武时期、有植被且全球气温较高的盘古超大陆时期、大陆分布接近现代但气候较寒冷的末次盛冰期和气候较温暖的中全新世。在前寒武时期,由于陆地起沙面积大,大气中的沙尘含量可以达到现代地球的近10倍,使得全球地表温度下降也有近10 ℃。在盘古超大陆时期,由于在副热带的陆地面积比现代稍大,因此大气沙尘量也比现代稍大,对全球平均温度的影响很小。在末次盛冰期,由于寒冷干燥,沙尘量是现代的约两倍,但是它对全球有强烈的增温作用,如果没有沙尘,全球温度可能降低约2.5 ℃。在中全新世,观测显示全球沙尘量比现代少很多,模拟显示,采用现代沙尘和把沙尘全部去掉对全球平均温度的影响可以忽略,但是大西洋经向翻转流有显著变化。     

古气候转换对砂岩型铀矿成矿的影响——以内蒙古二连盆地2081砂岩型铀矿床为例

对二连盆地2081铀矿床进行系统采样和分析,以探讨古气候转换对砂岩型铀矿成矿过程的重要意义。利用X射线衍射、扫描电子显微镜等手段分析了赛汉组沉积矿物中矿物含量及其他记录古气候变化的地球化学参数随深度的变化。结果表明,2081铀矿床成矿期古气候演化可划分为5个主要阶段,先后经历了温暖潮湿(Ⅰ)—干冷(Ⅱ)—温暖半湿润(Ⅲ、Ⅳ)—干热(Ⅴ)的演化系列,相应地出现了3个重要的气候转换时期。2081铀矿床的2个重要成矿期与其中2次重要的气候转换期在时间、空间上高度吻合,其中二号矿体的成矿期与Ⅱ—Ⅲ、Ⅳ气候转变期一致,一号主矿体的成矿期与Ⅲ、Ⅳ—Ⅴ气候转变期一致,这些特征表明区域性的气候转换期是形成砂岩型铀矿的重要条件。     

初论华南晚元古代中、晚期红层

晚元古代中上部出现红层,和随后出现的冰川一样,几乎都是具有全球性规模的现象。象这种截然相反的两种极性气候的相继发生,是地球发展演化史上少有的现象,应是地史发展过程中,尤其是地球生物史发展从量变到质变演化过程中,具有划时代意义的重大地质事件。因此,研究它们不仅具有重要的理论意义,而且充分利用大自然为我们留下的标记,在大范围内进行地层对比方面,也有很大的现实意义。华南晚元古代中、晚期,和世界许多地区一样,在冰期之前一段较长时期内,存在着一个以湿热气候为主,或湿热与正常气候交替的红色岩形成时期。当此时期内,在华南正逢江     

胜利油区第三纪气候

胜利油区第三纪气候温暖,属亚热带型。早第三纪气候暖热,一般属中亚热带型。沙河街组沉积２时期为增温期,气候属南亚热带型;孔二段及东一段沉积时期为降温期,气候属北亚热带型。晚第三纪气温下降,但仍较温暖,上段沉积时期气候属北亚热带型、馆上段沉积时期气温上升,为中亚热带型;明化组沉积时期气温再度下降。研究区第三纪有一个潮湿期即孔二段沉积时期两个湿润期即沙三段、沙一段中部致馆陶组沉积时期三个干旱期即孔一段至     

两个气候模式对我国MIS 5e气候的模拟研究

理解历史时期气候变化的现象和机制,对预测未来气候变化有重要的启示意义。过去多个间冰期中,末次间冰期最暖期（MIS 5e）被认为是研究未来气候变化的典型时期。我们利用NorESM-L和CESM两个气候模式对MIS 5e开展数值模拟研究。模拟结果揭示,由地球轨道参数导致的太阳辐射变化是造成MIS 5e温暖气候的主导因素。在我国,与工业革命前相比,MIS 5e年平均地表温度降低、夏季升高、冬季降低;年降水量和夏季降水量在中部地区减少、其他地区增加,冬季降水量一致减少。与地质记录重建的年平均结果相比,模拟结果整体上比代用资料重建偏冷、偏干。这种模拟与地质记录重建之间的差异可能由以下因素导致：地球系统模式的模拟方案存在简化、古气候代用指标的气候意义存在多解性、模拟的地表温度和降水与代用指标重建结果之间的对比存在不确定性。如何减小模拟与重建记录对比的差异,这仍需在今后的研究中不断探索。

     

隋唐时期气候冷暖特征与气候波动

本文依据物候、动物分布、孢粉、雪线和海平面等相关资料,对隋唐时期气候冷暖特征进行了深入研究,重新肯定了竺可桢关于中国近5000年来气候变迁研究的基本结论,并对隋唐温暖期的起讫时代作了修正。在此基础上,对这一时期气候波动状况也作了相应探讨。结果表明,隋唐时期气候冷暖特征是以温暖为主,如与现代气候相比较,则当时年平均温度高1℃左右,气候带的纬度北移1°左右。包括南北朝晚期、五代、北宋中前期在内的隋唐温暖期(550～1050年)存在由温暖－寒冷－温暖的气候波动,其中的寒冷期持续时间约为150年左右(800～950年),第1个温暖期(550－800年)和第2个温暖期(950－1050年)则分别为250年和100年左右。这一现象反映了在持续时间约500年的隋唐温暖期中有渐趋寒冷的趋势,而这正与中国近5000年来气候总体上由暖转寒的趋势相吻合。     

中国东部小冰期气候特征与环境变迁

中国小冰期气候与环境变迁是在全球气候环境异常影响下发生的。从11世纪开始至18世纪结束,先后出现过四次寒冷期,即1170—1200年、1480—1530年、1650—1720年及1820一1890年,鼎盛期在17世纪中叶,周期为180年左右.但在寒冷的小冰期中也有过温暖时期;而且干—冷,暖—湿相联。天气异常、环境恶化是小冰期的主要特征,引起这种变化的主要原因是火山灰日伞效应。如果不是火山灰日伞效应的影响,未来CO_2 等温室气体将使气温出现明显上升.     

中国全新世气候演变研究的进展

全新世是与人类关系极为密切的一个时期分析,分析,总结了我国科学家对这一时期气候演变的研究成果,并对这些成果进行了讨论。我国全新世约从１０ｋａ 时间气候波动激烈,了大暖期,隋唐温暖期,小冰期等典型时期各时期内有部分     

利用大气CO2浓度倍增试验探讨暖干与暖湿

自工业革命以来,大气CO2浓度持续升高;现代观测和未来预估都显示中国气候有变干的趋势。然而,地质重建记录显示,温暖时期往往伴随着湿润的气候条件,与现代观测和未来预估存在明显差别。地质记录反映的是平衡态下的气候,而现代观测或未来预估反映非平衡态下的气候变率。这一古气候与现代气候研究的差别,可能和气候态有关,但目前仍缺少深入研究和合理解释。文章利用挪威地球系统模式NorESM1-F,开展大气CO2浓度倍增的瞬变试验和平衡态试验,并用Sc-PDSI（Self calibrating-Palmer Drought Severity Index）指示非平衡态条件下和平衡态条件下中国的干湿变化。模拟结果表明：随着大气CO2浓度的升高,无论在非平衡态还是平衡态条件下,中国的年均降水量增加;但温度升高的同时潜在蒸散发加剧,使得我国气候整体变干。上述古气候"暖湿"与现代气候"暖干"之间的矛盾,源于二者对干湿定义的差别。古气候记录显示的暖湿,主要反映环境湿度（降水量、土壤湿度、植被量）在温暖的条件下增加;而现代观测显示的暖干,揭示的是中国的气象干旱→降水减去蒸发→在温暖的条件下加剧。     

水的温室效应导致线性的地球向外长波辐射

正地球的气候受控于太阳辐射和向外(outgoing)长波辐射的平衡。在较大的温度范围内(60 K),卫星测量和辐射计算显示地球的向外长波辐射与地表温度呈现线性函数关系。线性函数关系暗示辐射强度对更加温暖或更加寒冷的气候有着一定影响,因此对于理解过去和未来气候变化至关重要。尽管线性关系的证据50年前就被提出来了,但是为什么出现这种线性关系以及何时会消失,目前还不是很清楚。华盛顿大学的科学家提出一个简单的模型来解释地球线性向外长波辐射,