葛峻杰 丁丽媛 路梦慧
(临沂大学资源环境学院 山东临沂 276000)
全球变化是近几十年来兴起的一门学科,它主要研究的是近些年来地球系统的变化过程和机制,主要关注的是近几十年甚至几百年来时间尺度上的全球变化。全球变化问题直接影响到人类的可持续发展问题,所以受到人们以及多个领域专家学者的广泛关注。对全球变化的新认识和新观念也每天都在产生[1]。
驱动全球气候变化的地球外因素主要有两个,首先是太阳辐射变化对全球气候的影响。太阳黑子、光斑,谱斑、耀斑,日珥等太阳活动对地球上的气候变化有着不可忽视的作用。有资料表明:在太阳黑子活动较弱的时候,地球的气温较低。在历史上太阳活动的极小期便对应地球活动的冷期,地球的气温较低。有资料表明,当太阳的太阳辐射每变化1%的时候,从而引起的地面平均温度变化为1 摄氏度。这种影响在冬半球高纬度地区的温度变化比其他地区更为明显。
撞击事件对全球气候变化也有不可忽视的影响,当一些小行星体在经过地球大气层的时候,便会出现一些耀眼的分光现象,在地球表面会使一些森林着火,引发一些小规模的森林火灾,大量的烟尘等有机颗粒物弥漫在大气环境中,对全球气候产生一些影响。如果小行星的撞击作用发生在海洋当中,则会引起强烈的海啸和地震。小行星撞击事件所造成的森林燃烧所产生的烟尘、地表的反馈作用、海洋平衡变化所引起的大气二氧化碳浓度降低,撞击事件后造成的降温将会持续一段相当长的时间,从而影响了全球气候的变化。
驱动全球气候变化的地球内力因素主要有海陆分布的变化和火山活动。我们目前世界的海陆分布格局约是200MaBP 的泛大陆与泛大洋(特提斯海)分裂而成。现在世界海洋与陆地的面积比约是3 比7。海洋和陆地的面积比也会影响着全球气候变化。当陆地面积广阔的时候,大面积的陆地使气候变得冬季寒冷,夏季炎热,气候的大陆性及其显著。一些活火山的火山喷发能够将大量的气体和火山灰抛向高空。它们却能够长时间的停留在大气中,从而增加了大气的反射率,使实际到达地面的太阳辐射减少,影响着全球变化。据科学调查研究,一次较大的火山爆发爆发后的一两年内,全球气温将会下降零点三摄氏度。在四五年内温度将会小规模逐步回升,一直恢复到正常水平。
地球轨道参数的变化对地球气候的影响主要体现在:地球轨道偏心率的变化对全球气候的影响和黄赤交角以及岁差的变化对地球气候变化的影响。在经历数万年的演变中,地球轨道偏心率一直介于0.005 到0.06 之间。目前地球轨道偏心率约为0.0167。当地球轨道偏心率越来越小的时候,地球绕太阳运动的轨道就越趋近于圆形[2]。地球绕太阳运行轨道参数的变化便会引起日地距离的变化,从而改变地球接受太阳辐射的总能量,达到影响地球气候变化的程度。
地球系统在外力作用下发生的自身耦合反馈作用产生短尺度变化的最典型的案例便是厄尔尼诺也称南方涛动现象(ENSO)。每隔数年,偏东信风便会较弱,赤道暖流减弱,赤道逆流增强,赤道东太平洋的秘鲁寒流减弱,冷水上翻现象减弱甚至消失,并使西太平洋原来积累的位能释放,表层较高温度的水向东回流,从而使东太平洋沿岸海面表层海水温度上升,海平面升高。东太平洋沿岸的秘鲁沿岸的寒流转变为暖洋流,从而出现厄尔尼诺现象。在厄尔尼诺年,沃克环流的上升气流和下沉气流地区向东移动,与此同时哈得莱环流和中纬度的西风到得到加强,从而导致全球范围内的气候异常。
人类活动影响气候系统的变化体现在人为活动改变了大气中的微量成分,比如化石燃料的燃烧使空气中二氧化碳等温室气体增多,空气中的颗粒物增多,从而使气候变暖进一步加剧,其中人类活动对全球气候系统的变化最为显著。人类向大气中排放的氟利昂等“氟氯氢”类物质和氮氧化物正在导致臭氧层的破坏,酸性气体的排放也使得酸雨频发。
在工业化高度发达的今天,我们所遇到的问题也越来越多,对全球气候变化问题的研究也越来越深入。全球气候变化问题被人们所广泛关注也是一个必然趋势。我们应有效的提高对气候系统的科学认识。总之,面对全球气候变化问题,我们会在未来遇到许许多多尚待研究的问题,不断求索,在探索中前进。