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现代气候学气候变化2016.ppt

花匠小妙招
2025-02-18 00:18

现代气候学气候变化2016

* 气候变化时间尺度与影响因子 * 大气温度谱的意义 * 第四节气候变化研究方法一、非器测资料 1 地质沉积：冰川遗迹、湖泊沉积、深海岩芯、黄土沉积、极地冰芯等； 2 物候及生物方法：植物胞子和花粉、树木年轮等； 3 自然地理方法：河流流量、江河水位、湖泊结冰等 * 1 统计方法 1）分析气候及气候变化事实：单一时间序列：回归分析（趋势）、SSA及小波分析（周期）、突变检测场序列：EOF（空间型）、REOF（分区） 2）诊断不同气候要素间的统计联系：相关分析、SVD、MCA、GEFA等； 3）利用要素间的统计关系，进行气候预测：建立回归统计模型；不能解释气候变化或相互联系的成因统计预测一般对气候异常或气候突变的预测能力较差二、器测资料 * 三、数值模拟 1. 建立在热量、动量、物质守恒基础上的数值模式，对气候系统进行定量描述，研究气候要素变化的物理过程及成因，进行气候敏感性研究，增强气候变化机理的理解； 2. 模式的误差：物理过程的了解不够，不能给出精确的数学描述；计算误差。 3. 随着计算机的发展，模式分辨率增加，对气候系统相互作用及各子系统物理过程的描述准确性的提高，数值模式的模拟及预测水平将会越来越高。 * 四、气候及气候变化或异常的研究思路针对某一气候要素 1 分析其气候特征：气候场空间分布、季节变化； 2 利用统计方法分析其气候变化特征； 3 利用统计或数值模式诊断其变化成因。 * * * * 表土孢粉可以反映現代植被的結構，而現代植被可以觀察，並與其所在地區的氣候狀況做關聯，只要詳細比較三者間的相關性，便可由表土孢粉的分析推測該區的氣候概況。孢粉是指蕨類植物的孢子與種子植物的花粉，大小約幾十微米到百餘微米，本來的任務是植物用來繁衍後代的。雖然它們產量很多，但是只有少數孢粉能達成天職。表土孢粉可以反映現代植被的結構，而現代植被可以觀察，並與其所在地區的氣候狀況做關聯，只要詳細比較三者間的相關性，便可由表土孢粉的分析推測該區的氣候概況。孢粉是指蕨類植物的孢子與種子植物的花粉，大小約幾十微米到百餘微米，本來的任務是植物用來繁衍後代的。雖然它們產量很多，但是只有少數孢粉能達成天職。孢粉分析起源於十九世紀末，北歐的科學家在地表以下的泥炭裡無意中發現孢粉，於是往更底下的沈積物中去洗出所含花粉。當他們看到一萬年以前的沈積物含有的孢粉所代表的植屬，比起當地現代的種屬明顯地分布於更寒冷的地方時，的確很受震撼。從而瞭解當地曾經有過很寒冷的氣候，且開始認識到氣候是從古到今一直在改變的。經由碳-14定年的技術，可以透過沈積物的有機質中碳-14的含量知道這些含有各類孢粉組合沈積物的年代，於是建立了從孢粉組合推斷過去植被，進而瞭解古代氣候變遷的方法。冰川學家在研究南極大陸冰蓋的年齡及其形成的歷史過程時，發現從冰川的冰芯樣品中，不僅能測定冰川的年齡及其形成過程，還可以得到相應歷史年代的氣溫和降水資料，以及相應年代的二氧化碳等大氣化學成分含量，從而開闢了恢復古氣候和古環境的新的道路。從南極大陸冰蓋獲取的冰芯樣品，至今已超過3000米，獲得了數十萬年以前的古氣候和古環境資料。南極大陸冰蓋是由積雪本身的重量長年擠壓而成，稱作重力冰。在南極地區，由於氣溫低，積雪不融化，每年的積雪形成一層層沉積物，年覆一年，從底部至上逐漸形成一層層的冰層，越上層年代越新。冬季氣溫低，雪粒細而緊密；夏季氣溫高，雪粒粗而疏鬆；因而，冬夏季積雪形成的冰層之間具有顯著的層理結構差異，宛如樹木的年輪一樣，用這種直觀的方法只可辨認約90米厚的冰層，代表近500年的冰沉積。原則上，可以根據各年冰層厚度來確定當年降水量。其條件是，必須選取風速很小地區的冰芯資料才能排除風吹雪的影響。如在南極內陸區域，由於風速小，冰芯資料最理想。遲至二十世紀初，除了少數由地質學家所研究的遠古氣候被大部分學者認為是有所變動之外，一般人認為在歷史時期，氣候應該不會有什麼變化。他們認為，把一個地方的天氣紀錄，例如：統計該地氣溫和雨量三十年的資料，獲得它們的平均值，如：平均氣溫、平均雨量以及變率，所得出來的平均氣象因素，便是當地的「氣候」了。因此「氣候會改變」這個觀念能提出來讓大家討論，就可算是一大進步！人們通常認為「氣候」是沒有什麼改變的，不只現代人如此，幾千年前也是如此。雖然人們知道氣候會隨著地理環境變化，例如，在中國大陸，北方較冷，南方炎熱，東方草木蔥蘢，西方流沙千里等等。但人們卻以為氣候相對於「時間」則是相當穩定的。對於住在中緯度地區的人來說，一年四季的變化不外乎是「秋至山寒水冷，春來柳綠花紅」。而住在低緯度如台灣，則是「少寒多暖不霜天，木葉長青花久妍，真箇四時都是夏，荷花度臘菊迎年」。但是，我們從歷史文獻所記載的氣候狀況，