全球变化-第三章.ppt

第四章全球变化研究的主要途径
内容提要
第一节过去全球变化的重建




第二节全球变化的动态监测


第三节全球变化的模拟
第一节过去全球变化的重建
?为什么要重建:
由于地球系统中的许多过程具有很长的时间尺度,在现代的观测记录中无法观测得到,也不可能通过实验的方法进行印证。因此,通过观测所获得的全球变化信息是有限的。
现代环境中的许多现象是过去不同时间、不同环境状态下多形成的产物的残留物的集合,其中的一些现象对现代环境特征起制约作用,认识现代所发生的过程需要对所经历的历史有必要的了解。
对过去全球变化的研究可以揭示各种过程之间不断变化着的平衡关系。

?怎样重建
找证据对证据进行标定与校核复原
依据的基本假设:
均一性假设
协同性假设
全息假设

根据来源和属性的不同,过去全球变化信息可分为三种类型。
观测记录
记录规范,精度高,但时间尺度短
考古和历史文献记录
记录欠规范,时间尺度不长,对重大事件研究意义较大
古环境感应体
待用指标丰富客观性强但干扰作用大。

a海洋沉积及深海沉积的氧同位素纪录
b黄土与古土壤
c孢粉和植物硅酸体
d冰芯——同位素、甲烷气等
e树木年轮——轮宽、密度、同位素等
f湖芯——年代学、物理、化学、生物指标
g石笋——微层厚度、同位素、微量元素
h珊瑚——微量元素、同位素等
i考古和历史文献记录
档案
时间分辨率
时间长度(年)
可提取的环境参数
树木年轮
年/季
104
T H Ca V M L S
湖泊沉积
年
104~106
T B M
极地冰岩芯
年
105
T H Ca B V M S
中纬度冰岩芯
年
103
T H B V M S
海湾沉积
年
105
T Cw L
黄土
10年
106
T Cs B M
海洋冰芯
100年
107
T Cs B M
花粉
10年
105
T H B
古土壤
100年
105
T H Cs V
沉积岩芯
2年
107
H Cs V M L
历史纪录
天/小时
103
T H B V M L S
(根据Hans Oeschser and John ,1988)
T =温度;H=湿度或雨量;C=大气(a)、水(w)或土壤(s)的化学成分;B=生物量方面的信息;V=火山喷发;M=地磁场;S=太阳活动
主要天然环境档案的特征
a海洋沉积及深海沉积的氧同位素纪录
根据δ18O值的变化,不但可以计算出有孔虫生存时期的温度,而且可以对全球冰量的变化进行推断
b黄土与古土壤
原理:黄土和古土壤层的交互出现是风尘堆积作用和成土作用
两种对立的过程彼此消长的结果。
风尘堆积作用>成土作用形成黄土层
成土作用>风尘堆积作用形成古土壤层
黄土与古土壤层的交替变化是第四季冰期—间冰期环境周期变化的反应,与深海氧同位素记录有良好的对应关系。
冰期
间冰期