环境演变与全球变化复习 下载本文

作用和意义:温盐环流流经很多海区和纬度,并且它的流量是很大的,所以它充当了在不同纬度之间运送热量和水汽的角色,在从低纬度流到高纬度的时候,温盐环流带来热量和水分,这对于处在高纬度的挪威、英格兰等地区是十分珍贵的;几乎整个欧洲、北美大陆的温和气候都受惠于北大西洋暖流,如果它中断了,那么冰川就会在这个地区发育。首先是挪威中部的高山(格利特廷山脉),阿尔卑斯山、北美的阿拉巴契亚。

没有温盐环流,来自赤道的热能将无法被传送到北大西洋地区,导致冰期的来临。

3,“厄尔尼诺”的起源:冷的秘鲁洋流沿南美西海岸从南部智利流向赤道,相对于赤道水而言这是股冷流,海洋学家发现,沿秘鲁海岸流向赤道的水团不仅有较低的海面温度(SST),而且这股水流呈从下往上翻涌流态势(冷水下沉,热水上升)。然而在某些年份的年底左右,这股从南部流来的海岸流出现季节性增温的现象,影响着正常出现的秘鲁洋流的主流形成和发展。称之为“厄尔尼诺;有时,国外学者将EL NINO现象称为“Little Boy”, 一是指年度性的暖洋流远离秘鲁海岸,其次指该地区偶然出现的强烈增温现象

4,沿岸涌升:地球自转以及由陆地吹向海洋的盛行风,吹动沿岸的海水远离陆地,向着开阔的海洋移动,结果使大量深层冷的海水上升补充到表层,该过程被称为“沿岸涌升”

影响:存在沿岸涌升现象的海区,大约只占全球海洋面积的0.1%,但是却提供了全球捕获的商品鱼总量的40%。沿岸涌升从深层带上来的冷水,不利于其上空的大气产生降水,所以涌升区域附近的沿岸地带一般多为沙漠。在寒流经过的荒芜岛屿上,由于海水中生物丰富,取食容易,因而栖息着成千上万的海鸟(瓜诺鸟)。海洋中存在涌升现象的地方,也是生物资源最为丰富的地区。海洋的涌升过程将许多化学物质从大洋深处带到海表透光层。通过食物链最底层的浮游植物的光合作用,这些化学物质又被转化为营养物质。这些营养类植物的大量繁殖,为浮游动物和鱼类提供了丰富的食物,随后,许多浮游动物和鱼类又被瓜诺鸟吃掉,从而使得鸟类繁盛。

4, 厄尔尼诺对人类生存及气候环境的影响:

EL NINO出现时,厄瓜多尔和秘鲁等国的冷水域温度骤然升高,导致海洋浮游生物、鱼群及专食鱼类的鸟类大量死亡,同时使整个全球气候模式发生变化,造成某些地区降雨过多,另一些地区干旱的异常气候现象,这种现象在圣诞节前后发生,往往要持续好几个月甚至一年以上。EL NINO 一般每隔2至7 年出现 1次。亚洲的季风,日本的暴雨,北美的异常降水以及大洋洲飓风等都与有关,从总的来看, EL NINO使南半球的气温更加干热,使北半球气候更加寒冷潮湿。

对我国而言,EL NINO出现时,副热带高压常呈不规则变化,高压带偏南时,东北低温;长江中下游地区干旱;高压偏北时,长江流域洪涝。

当厄尔尼诺发生时,由于海洋温度分布发生巨大变化,大气也会进行相应的调整。中、东太平洋气压随着海温的上升而下降,西太平洋气压随着海温的下降而上升,热带太平洋两侧气压变小,导致赤道东风减弱和向东撤退,沃克环流也会被削弱。同时,随着西太平洋暖水区向东移动,沃克环流的上升支和下沉支的位置也发生

偏移,对流活动的中心移至中太平洋上空,中、东太平洋上升气流大大加强,降水显著增加;而西太平洋上升气流明显减弱,变成少雨区,形成大范围干旱。当拉尼娜发生时,东太平洋还会变得更冷,赤道西太平洋海温可能会进一步升高,东西太平洋气压差也进一步增大,沃克环流会比正常情况更强,西太平洋也会更多雨,而东太平洋则更加少雨。

5,沃克环流:它是赤道海洋表面因水温的东西面差异而产生的一种纬圈热力环流.;

赤道太平洋水温分布是西高东低,西边的印尼与澳洲东部沿岸一带,因海温高气压低而有旺盛上升气流,气流升至高空转向东方;东太平洋海温低气压高,向东流的气流在中至东太平洋的广大高气压区内向下沉降,到达海面再转向西,成为东南信风,这种在低纬度太平洋上空东西向流动的大气环流,称为“沃克环流”。 沃克环流的上升支和热带太平洋西部暴雨频繁、台风活跃和云层厚密有关;至于东边远处的沉降支则为该区带来干燥晴朗的天气。

“沃克环流”对太平洋东西两岸的气候调节有重要作用。如果东太平洋的洋面温度升高,就会产生较暖而且湿润的上升气流,削弱“沃克环流”,同时美洲中部一带会气温上升、暴雨成灾,这就是著名的“厄尔尼诺”现象。

6,南方涛动:当赤道太平洋海面气压偏高时,赤道印度洋海面气压偏低; 反之,当赤道太平洋气压偏低时,赤道印度洋海面气压偏高。赤道海洋海面气压这种互为高低现象以3—4年周期交替出现, 1924年他将其称为南方涛动。

详细解释为:太平洋与印度洋间存在的一种大尺度的气压升降振荡。当太平洋上气压变高(低)时,印度洋上从非洲到澳大利亚气压变低(高),即两地气压的距平有反向的变化。其最大正相关中心位于澳大利亚北部至印度尼西亚的低压区;最大负相关中心位于东南太平洋高压区,在东北太平洋亦有一较大的负相关区。因此塔希提(148°05'W,17°53'S)或复活节岛(109°30'W,29°00'S)与达尔文(130°59'E,12°20'S)两地的海平面气压差的距平值被普遍地用以表示南方涛动的特征指数,称为SOI。

当出现低SOI时,赤道东太平洋海面水温伴随出现异常增暖。由于低SOI与高ENI(厄尔尼诺指数)相互联系,故称为厄尔尼诺—南方涛动事件。

海表温度的尼诺指数与南方涛动指数基本上呈反相变化关系,其中厄尔尼诺事件是和南方涛动的极端低指数相对应的,而拉尼娜则和南方涛动的极端高指数对应。n 这种对应关系表明:厄尔尼诺发生时,太平洋东西向气压减小,信风减弱,Walker环流减弱。

7,ENSO成因分析:

ENSO是时间尺度从几个月到几年的大范围全球气候波动异常事件(是与海洋和大气密切相关的异常事件),ENSO是西部赤道太平洋暖水和东部赤道太平洋冷的上升水在大范围内混合后,海面温度产生特有气候学差异的结果。

8,赤道暖池:通常情况下,太平洋沿南美大陆西侧北上的秘鲁寒流中的一部分变成赤道海流向西移动,此时,沿赤道附近海域向西吹的季风使暖流向太平洋西侧积聚,而下层冷海水则在东侧涌升,使得太平洋西段菲律宾以南、新几内亚以北的海水温度升高,这一段海域被称为“赤道暖池”,同纬度东段海温则相对较低。对应这两个海域上空的大气也存在温差,东边的温度低、气压高,冷空气下沉后向西流动;

中科院上海天文台研究员郑力伟提出,EL NINO均在地球自转年际速度变化由加速度变为减速度之后的时期发生,从黄土沉积和冰芯同位素研究表明,冰期地层和同位素证据均未发现ENSO事件迹象,表明冰期时地球自转速度显著增加,使携带大气粉尘的风很难到达大气圈上部,粉尘仅在中国大陆内陆堆积下来,这意味着在地球自转加速的冰期,赤道暖水体主要向西太平洋聚集,而当今地球自转则变慢。在全新世暖期和间冰期,则会出现赤道暖水体向东太平洋聚集,从而造成ENSO事件,由此说明ENSO事件的出现与地球自转速率减慢有关,而地球自转速率减慢应与出现青藏高原这种巨大正地貌有关。所以ENSO事件与青藏高原隆起均与全球变化密切相关,需要所有地球分枝学科互相合作来进行研究。

“沃克环流”是热带太平洋上空大气循环的主要动力之一。对太平洋东西两岸的气候调节有重要作用。如果东太平洋的洋面温度升高,就会产生较暖而且湿润的上升气流,削弱“沃克环流”,同时美洲中部一带会气温上升、暴雨成灾,这就是著名的“厄尔尼诺”现象。

青藏高原的隆起对全球变化的影响

1,青藏高原的隆起对全球变化的影响主要表现在以下几方面:

1)对西风带的分流作用;高原隆起使西风带的范围向南扩展,其南界可达北纬15-20°,导致了冬季风可以向南扩散得更远。

2)对东亚季风环流的屏障作用:青藏高原不仅阻挡西风带天气系统的东移,而且还直接阻挡我国西部地区对流层低层南北冷暖气流的交流,

3)通过热力作用深刻地影响东亚大气环流:冬季,巨大的高原因地势高,冰雪面积大,空气稀薄,辐射冷却快,降温迅速,成为一个冷高压中心,这个冷高压中心迭加在蒙古高压之上,更加增大了冬季风的势力。夏季,青藏高原上空温度比四周同高度自由大气为高,在高原低层形成热低压,大大增强了印度低压的强度,在200mb以上(1万米以上)高空形成了全球最强大的高温和高压中心,使我国南部盛夏经常处在热带气流控制下,台风活动频繁。

4)对北半球乃至全球气候的影响:当青藏高原不存在时,西伯利亚高压并不在今天的位置,青藏高原引起的环流变化对米氏天文周期变化有放大效应。

5)青藏高原隆起影响全球变化的季风形成机制分析:青藏高原是地球表面的巨型地貌,它的隆起必然会对地球自转速度产生影响,估计会产生6000m/s的明显减速。这必然对洋流和大气环流产生重大影响,从而影响全球气候,此外还与板块之间产生反馈关系。

2,高原隆升过程:ppt 9

1) 早第三纪(约6千万年前)板块与欧亚板块相碰撞,沿雅鲁藏布江产生一条巨大的缝合带,但此时只是地壳厚度增大,高原并未隆升;

2) 隆升期,“山根”上浮,导致大面积整体隆升,形成高原巨型地貌综合体,压缩期持续时间最长,约从始新世中期到上新世中晚期,隆升期从上新世末和第四纪开始,大约始于3—2.5MaBP前。①早期(3.6MaB.P.~1.7MaB.P.)称为“青藏运动”,②中期为“昆仑—黄河运动”(昆黄运动),③晚期称为“共和运动”

3,李吉均院士2007年对青藏高原隆升时代和机制研究的总结展望: 就高原隆升而言,目前代表性的观点主要有三种。

第一种是增厚岩石圈地幔拆沉模式,认为地壳缩短、增厚是调节印度和亚欧板块之间汇聚的主要因素,高原隆升是整体性的,即印度板块向欧亚板块持续俯冲使地壳与岩石圈增厚,由于增厚的岩石圈下部(山根)进入上地幔阻挡了地幔物质的对流,高温对流将剥离熔融掉增厚的岩石圈(山根丢失)。

第二种是地壳侧向走滑模式,该观点强烈地否认第一种观点,认为主要大型走滑断裂是调节印度和亚欧板块之间汇聚的主要因素,高原是分块隆升,即高原地壳和岩石圈的增厚不是一个连续过程和均衡反弹上升过程,而是由于印度板块斜向碰撞欧亚板块,高原变形隆升主要沿高原边缘深大剪切断裂和激活高原内部块体间原有的俯冲带和断裂由南向北依次进行。首先是始新世唐古拉山以南的高原南部隆起,南亚相对印度板块向东南方向挤出,然后是唐古拉山以北和昆仑山以南地区在渐新世至中新世隆起,最后是昆仑山以北广大高原东北部地区在上新世和第四纪相继隆起,

第三种观点国内许多学者通过研究认为青藏高原的隆升是分阶段、差异性的整体隆升。

4,天水地区变形隆起过程的研究是检验上述青藏高原形成观点或可能形成新观点的最重要的关键部位之一,天水地区地处我国三大自然地理大区的分界部位,其沉积记录了我国北方干旱化过程、季风形成演化过程和西风演化过程,并且也是迄今发现全球独一无二、最为连续完整的晚新生代22Ma以来陆相风尘黄土-古土壤序列(Guo et al, 2002)的地区。所以,开展天水地区晚新生代构造-气候环境变化研究不仅对青藏高原北部构造隆升和隆升过程的研究具有战略上的重大意义,而且对正确理解亚洲内陆干旱化和东亚季风形成和演化及其与青藏高原隆升关系的研究也有重要意义。

臭氧层的破坏及其环境效应

1,臭氧层的形成和作用:大气中的臭氧主要是在太阳紫外线.辐射作用下形成的,有机物的氧化和雷雨闪电作用也能形成臭氧,,臭氧的形成是个光化学反应过程,化学反应过程可以表示为:O2 +hv(λ﹤240nm)→O+O。这个臭氧层的高度大约在距离地球表面15km~25km处。生成的臭氧对太阳的紫外辐射有很强的吸收作用,有效地阻挡了对地表生物有伤害作用的短波紫外线。因此,实际上可以说,直到臭氧层形成之后,生命才有可能在地球上生存、延续和发展,因此,臭氧层是地表生物的“保护伞”。

2,臭氧层的破坏和臭氧洞的形成

正常大气中臭氧的柱浓度约为300DU,臭氧洞被定义为臭氧的柱浓度小于200DU。卫星观测表明,臭氧洞的覆盖面积有时甚至比美国的国土面积还要大,ppt 9

3,臭氧层被破坏的原因:

对南极臭氧洞的出现有过3种不同的解释,一种认为,南极臭氧洞的发生是因为对流层中低臭氧浓度的空气传输到达平流层,稀释了平流层臭氧浓度所致;第二