葛峻杰 丁麗媛 路夢慧
(臨沂大學資源環境學院 山東臨沂 276000)
全球變化是近幾十年來興起的一門學科,它主要研究的是近些年來地球系統的變化過程和機制,主要關注的是近幾十年甚至幾百年來時間尺度上的全球變化。全球變化問題直接影響到人類的可持續發展問題,所以受到人們以及多個領域專家學者的廣泛關注。對全球變化的新認識和新觀念也每天都在產生[1]。
驅動全球氣候變化的地球外因素主要有兩個,首先是太陽輻射變化對全球氣候的影響。太陽黑子、光斑,譜斑、耀斑,日珥等太陽活動對地球上的氣候變化有著不可忽視的作用。有資料表明:在太陽黑子活動較弱的時候,地球的氣溫較低。在歷史上太陽活動的極小期便對應地球活動的冷期,地球的氣溫較低。有資料表明,當太陽的太陽輻射每變化1%的時候,從而引起的地面平均溫度變化為1 攝氏度。這種影響在冬半球高緯度地區的溫度變化比其他地區更為明顯。
撞擊事件對全球氣候變化也有不可忽視的影響,當一些小行星體在經過地球大氣層的時候,便會出現一些耀眼的分光現象,在地球表面會使一些森林著火,引發一些小規模的森林火災,大量的煙塵等有機顆粒物彌漫在大氣環境中,對全球氣候產生一些影響。如果小行星的撞擊作用發生在海洋當中,則會引起強烈的海嘯和地震。小行星撞擊事件所造成的森林燃燒所產生的煙塵、地表的反饋作用、海洋平衡變化所引起的大氣二氧化碳濃度降低,撞擊事件后造成的降溫將會持續一段相當長的時間,從而影響了全球氣候的變化。
驅動全球氣候變化的地球內力因素主要有海陸分布的變化和火山活動。我們目前世界的海陸分布格局約是200MaBP 的泛大陸與泛大洋(特提斯海)分裂而成。現在世界海洋與陸地的面積比約是3 比7。海洋和陸地的面積比也會影響著全球氣候變化。當陸地面積廣闊的時候,大面積的陸地使氣候變得冬季寒冷,夏季炎熱,氣候的大陸性及其顯著。一些活火山的火山噴發能夠將大量的氣體和火山灰拋向高空。它們卻能夠長時間的停留在大氣中,從而增加了大氣的反射率,使實際到達地面的太陽輻射減少,影響著全球變化。據科學調查研究,一次較大的火山爆發爆發后的一兩年內,全球氣溫將會下降零點三攝氏度。在四五年內溫度將會小規模逐步回升,一直恢復到正常水平。
地球軌道參數的變化對地球氣候的影響主要體現在:地球軌道偏心率的變化對全球氣候的影響和黃赤交角以及歲差的變化對地球氣候變化的影響。在經歷數萬年的演變中,地球軌道偏心率一直介于0.005 到0.06 之間。目前地球軌道偏心率約為0.0167。當地球軌道偏心率越來越小的時候,地球繞太陽運動的軌道就越趨近于圓形[2]。地球繞太陽運行軌道參數的變化便會引起日地距離的變化,從而改變地球接受太陽輻射的總能量,達到影響地球氣候變化的程度。
地球系統在外力作用下發生的自身耦合反饋作用產生短尺度變化的最典型的案例便是厄爾尼諾也稱南方濤動現象(ENSO)。每隔數年,偏東信風便會較弱,赤道暖流減弱,赤道逆流增強,赤道東太平洋的秘魯寒流減弱,冷水上翻現象減弱甚至消失,并使西太平洋原來積累的位能釋放,表層較高溫度的水向東回流,從而使東太平洋沿岸海面表層海水溫度上升,海平面升高。東太平洋沿岸的秘魯沿岸的寒流轉變為暖洋流,從而出現厄爾尼諾現象。在厄爾尼諾年,沃克環流的上升氣流和下沉氣流地區向東移動,與此同時哈得萊環流和中緯度的西風到得到加強,從而導致全球范圍內的氣候異常。
人類活動影響氣候系統的變化體現在人為活動改變了大氣中的微量成分,比如化石燃料的燃燒使空氣中二氧化碳等溫室氣體增多,空氣中的顆粒物增多,從而使氣候變暖進一步加劇,其中人類活動對全球氣候系統的變化最為顯著。人類向大氣中排放的氟利昂等“氟氯氫”類物質和氮氧化物正在導致臭氧層的破壞,酸性氣體的排放也使得酸雨頻發。
在工業化高度發達的今天,我們所遇到的問題也越來越多,對全球氣候變化問題的研究也越來越深入。全球氣候變化問題被人們所廣泛關注也是一個必然趨勢。我們應有效的提高對氣候系統的科學認識。總之,面對全球氣候變化問題,我們會在未來遇到許許多多尚待研究的問題,不斷求索,在探索中前進。