1、第 4讲 地球气候的演变与近百年气候变化目 录1、 地质年代的气候变化的特征与主要驱动力2、人类活动影响现代全球气候的证据3、不同时间尺度地球气候演变的比较 地球的气候不断地在变化着，但 地质年代的气候变化总体上在时间上是缓慢的，而现代气候变化是快速的， 它比地质年代的气候变化速率一般要快 1千到 1万倍。这种变化速度是空前的，并且二氧化碳与温度变化总是以相同的趋势在演变。二氧化碳是气候变化的一个关键驱动力。 近百年的现代气候变化是由自然的气候波动与人类活动共同造成，而近 50年的全球变暖主要是由人类活动造成。 有三个证据可以支持这个结论。这种科学的共识导致了国际上政治层面的重大决策，即制定了
2、联合国气候变化框架公约与京都议定书。 1、 地质年代的气候变化的特征与主要驱动力4亿年来大陆冰期的 CO2的变化7000万年以来深海18O同位素记录（温度）6500万年以来 CO2的详细演变IPCC,2007地质年代气候的变化新生代（ 6500万年 -现在）新生代（ 6500万年 -现在）Cenozoic Era65 Million Years Ago Present DayGlobal Climate ForcingsExternal (solar irradiance): +1 W/m2Surface (continent locations): 10 W/m2地质年代的 CO2含量有时比
3、现在高得多，地球的气候比现在暖吗？回答是肯定的。从地球大气逐渐形成到 1亿年前的地质年代是高 CO2时期， CO2浓度很高，可以达到3000 7000 ppmv。那时，地球上的气候是很暖的。但是在 1亿年（ 100Ma年）前，有三次大冰河期，分别发生在 22-24亿年前（氧上升期）， 6-7.5亿年前和 2.8亿年前（古生代二叠纪大冰期）。那时海洋完全被冰封，通过冰 反照率反馈机制，最后全球冰封，进入雪球阶段。以后通过大陆漂移，板块碰撞，使地壳变形，同时又有火山爆发作用，使 CO2排放入大气。由于没有碳汇（全球冰封），大气中CO2浓度增加，最终由 CO2产生的温室效应和风吹降尘产生的冰盖变黑（
4、减少反照率）使地表温度上升到一临界值，首先使热带冰层融化，一旦这个过程开始，则通过冰 反照率反馈机制使增暖增强并扩展到全球。最后使整个地球进入无冰的水球状态，此即雪球 水球轮回时期。 1亿年前左右，板块运动减慢，地球上的气候由不稳定状态进入稳定状态。6500万年时白垩纪结束，温暖的气候结束（那时 CO2比今天高一个量级；热带到处是恐龙和葱绿植物） 。此后，地球气候总趋势是不断变冷。到更新世（ 250万年），气候十分寒冷。一个值得注意的事件是发生在始新世（5500万年前）的气候极暖期，它是突然来到的（ 1万年量级，延续 10万年），所释放的碳与 21世纪预测释放的量相近。高纬增暖 20 左右。在 6000万年以来的气候变冷期，总体上，温度比今天要暖， CO2浓度比今天高，如在 330-300万年时（上新世）温度比工业化前高 2-3 ， CO2浓度为 360-400ppmv。海平面高度比今天高 15-25米。以后温度和 CO2浓度主要由冰芯获取，揭示了 10万年周期的冰期 -间冰期循环，即米兰科维奇气候循环。
