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第七章 全球氣候變遷 (全球暖化 (可能的正面影響 (世界新穀倉的產生 (中緯度適合耕種), 石油容易開採, 北極海航運開通), 負面衝擊…
第七章 全球氣候變遷
古氣候變遷
氣候
至少30年
氣溫是重要氣候指標
區域至全球天氣狀況的平均狀態
氣候變化紀錄
自然記錄
樹輪
分析樹木年輪的寬窄
越往中心形成的年代越早
時間尺度:數季~數萬年
珊瑚
分析珊瑚生長紋化學成分變化
時間尺度:數季~數年
沉積物
湖泊、海洋、黃土沉積物
分析化學成分變化、化石組合的演替
越下層越老
時間尺度:數十年~數十億年
冰層
分析冰晶中的氣泡與氫氧同位素組成
越下層越老
包括南北極冰原、高山冰河
時間尺度:數十~數十萬年
人為紀錄
歷史文獻、古代繪畫
時間尺度:數秒~數十萬年
長期氣候變遷
溫室氣候
比現今溫暖
大部分的時間
冰室氣候
大規模的冰雪累積
主要控制因素
外部
太陽輻射能
太陽輻射能越強=地球接收能量越高
內部
海陸分布
陸地所在位置是氣候變化的主因
因為陸地比熱小
陸地位於極區,有助冰原的礦張,成為冷源
地球反照率
冰原面積增加,反照率變高=全球降溫
溫室氣體濃度
氣體越多=平均溫度越高
變化史--3次冰室氣候
8億~6億年前
溫室氣體含量降低是發生主因
生物進行除碳作用
冰河遍布--成為雪圈地球
3億年前
岡瓦那大陸漂移經過南極形成大陸冰原--反照率變大
解除:岡瓦那大陸解體
3500萬年前
印澳板塊狀上歐亞大陸形成喜馬拉雅山與青藏高原,氣候改變
岩石風化後鈣離子與案氧化碳形成碳酸根離子,二氧化碳減少
氣候劇變
短期氣候變化
冰期
氣候寒冷、冰原擴張的時期
間冰期
夾在兩個冰期之間,溫度回升
主要控制因素
外部
地球繞日公轉軌道形狀改變
周期:10萬年
現偏橢圓
地球距離太陽越遠=年輻射量越小
地球自轉軸傾角改變
周期:41000年
現狀:23.5度
影響四季差異
傾角越小=夏季高緯度接收輻射量越少
地球自轉軸指向改變
周期:26000年
現狀:自轉軸北端指向北極星
影響太陽直射、斜射位置
內部
地球反照率
深色陸地、植被或海洋反照率小
溫室氣體濃度
冰川體積增加,二氧化碳含量下降
季風
夏季太陽輻射量周期性增加,擴大大陸夏季的升溫幅度
特性
空間尺度不同
時間尺度不同
速度不同
變化史
上次間冰期~末次冰期鼎盛期(十二萬五千年~二萬年前)
北半球乾冷,南半球濕熱
末次冰期鼎盛期
二萬年前
冰河大幅擴張
海水面下降
大陸棚成為淺灘
溫度降到最低
海水表面溫度下降
高低緯度溫度差異擴大
全球反照率稱加
新仙女木事件
北美五大湖冰原融化,淡水注入大西洋
短暫回冷
13000年前
中世紀暖期
9~14世紀
全球溫暖
維京人在格陵蘭建立據點
歐亞草原夏溫冬冷,成吉思汗統一蒙古入侵中國
小冰期
15~19世紀
全球寒冷
格陵蘭冰封,維京人放棄
全球暖化
暖化的速率=冰期復暖速率的10倍
氣候變化有顯著地理差異
負面衝擊
海平面上升
反照率降低=溫度上升=更多積冰融化
甲烷冰融化=甲烷釋出=增強暖化
土地減少+海水倒灌
天氣氣候的劇烈變化
降水時空更不均勻
積冰融化劇烈變化,下流河川流量不穩定
影響陸地海洋生態
影響公共衛生
蚊子媒介傳染病增加
可能原因
二氧化碳濃度變化
濃度增加
人類開發地底資源
製造更多溫室氣體
全球地表溫度變化
人為與自然因素疊加的效果
人為:工業革命
自然:地球內部的氣候機制
可能的正面影響
石油容易開採
北極海航運開通
世界新穀倉的產生
中緯度適合耕種
未來氣候
高濃度的溫室氣體不應是關切重點
注意氣候變化速度
利用全球氣候模式模擬未來
考慮因素
推估人為的影響
自然界的物理與化學過程
模式預測
氣候暖化並非均勻發生
降水、季風的改變有明顯的地域關係
主要增溫因素確定是溫室氣體的排放
預測結果有很大的不確定性
當氣候變化與人類社會脆弱點(人口集中區)有交集,當地政府必須預先調適