3
1.2 气候变化的时间尺度 时间尺度的变化范围
对于气候研究，约为月际到几亿年(100~108年)。 对于气候研究，约为月际到几亿年(10
气候变化的时期划分
108年 ~ 大地质年代气候变化（亿年尺度） 大地质年代气候变化（亿年尺度） 106年 ~ 小地质年代气候变化（百万年尺度） 小地质年代气候变化（百万年尺度） 105-4年 ~ 古气候变化（万年-几十万年尺度） 古气候变化（万年-几十万年尺度） 104-3年 ~ 历史时期气候变化（千-万年尺度） 历史时期气候变化（ 万年尺度） 102年 ~ 现代气候变化（百年尺度） 现代气候变化（百年尺度） 101-0年 ~ 短期气候变化或波动（年代际、年际、季 短期气候变化或波动（年代际、年际、 节）
IPCC TAR: 0.6±0.2˚C, 0.58˚C/100a ±
18
年平均气温的变化趋势
19
极区增温更显著
Amplified Global Warming by Albedo Feedback in Arctic
20
过去150年来地球表面气温变化情况 过去150年来地球表面气温变化情况
IPCC AR4: 0.45±0.12˚C, 0.74˚C/100a 0.45±0.12˚ 0.74˚
4
各种周期气候波动
周期段 大冰期与大间冰期 亚冰期与亚间冰期 副冰期与副间冰期 寒冷期（小冰期）与温 暖期（小间冰期） 世纪及世纪内的气候变 动 时间尺度 几百万年~ 几百万年~几万万年 几十万年 几万年 几百年~ 几百年~几千年 几年~ 几年~几十年
5
近40万年以来的气候变化 万年以来的气候变化 • 副冰期-副间冰期旋回
20
降 水 量
0 -20
2
温 度
0 -2
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Ka B.P.
15
历史时期的气候变迁（近数千年的气候史） 历史时期的气候变迁（近数千年的气候史）
中国近五千年内可以相对地分出四个温暖期与四个寒冷期 中国近五千年内可以相对地分出四个温暖期与四个寒冷期。 四个温暖期与四个寒冷期。
2000 1900 1800 1700 1600 1500 1400 1300 1200 高度（m）
6
第八章 气候变化
第一节 气候变化及其时间尺度 第二节 不同时间尺度的气候变化 第三节 气候变化的影响因子
7
2. 不同时间尺度的气候变化
2.1 地质时期的气候变化
冰期、间冰期交替出现 ，全球已出现过3次大 全球已出现过3 冰期、 冰期和2次大间冰期。 冰期和2次大间冰期。
震旦纪大冰期(6亿年前 震旦纪大冰期(6亿年前) 亿年前) 寒武-石炭纪大间冰期 大间冰期(3~6亿年前 亿年前) 寒武-石炭纪大间冰期(3~6亿年前) 石碳-二迭纪大冰期(2~3亿年 亿年) 石碳-二迭纪大冰期(2~3亿年) 三迭-第三纪大间冰期 大间冰期（ ~200万年前 万年前） 三迭-第三纪大间冰期（2亿~200万年前） 第四纪大冰期(200万年前至现在 万年前至现在) 第四纪大冰期(200万年前至现在)
8
2.1 地质时期的气候变化
周期变化长，全球平均温度变化幅度在10° 周期变化长，全球平均温度变化幅度在10°C 以上，伴随着地壳运动以及地理环境的变化。 以上，伴随着地壳运动以及地理环境的变化。
大冰期：持续时间约1,000万 2,000万年 万年， 大冰期：持续时间约1,000万～2,000万年，气温 和雪线下降，气温比目前平均低3~7° 和雪线下降，气温比目前平均低3~7°C 大间冰期：持续时间约3亿年，气候变暖，冰川 大间冰期：持续时间约3亿年，气候变暖， 退缩，气温和雪线上升， 退缩，气温和雪线上升，中纬度温度变化幅度高 10℃ 平均温度比目前高8~12° 达10℃，平均温度比目前高8~12°C
30
中国气象局国家气候中心
南极东方站（ 南极东方站（Vostok）冰芯反演得到的气温、CO2、CH4 ）冰芯反演得到的气温、 、 的变化
末次冰期冰盛期（ 末次冰期冰盛期（Last Glacial Maximum: LGM) ~ 21kaBP 末次冰期中气候最冷、 末次冰期中气候最冷、冰川规模最大时段 全球降温5-10C，降水普遍减少，冷干气候特征 全球降温 ，降水普遍减少，
气象学与气候学
第八章 气候变化
第八章 气候变化
第一节 气候变化及其时间尺度 第二节 不同时间尺度的气候变化 第三节 气候变化的影响因子
2
1. 气候变化及其时间尺度
1.1 气候变化的定义
较长时期的气候演变，也泛指各种时间尺度的气候演变。 较长时期的气候演变，也泛指各种时间尺度的气候演变。 IPCC: 气候变化指气候状态的变化，而这种变化可以通 气候变化指气候状态的变化， 过其特征的平均值和/或变率的变化予以判别( 过其特征的平均值和/或变率的变化予以判别(如通过运 用统计检验) 这种变化还将持续一段时期， 用统计检验)，这种变化还将持续一段时期，通常为几 十年或更长的时间。 十年或更长的时间。 《联合国气候变化框架公约》: “在可比时期内所观测 联合国气候变化框架公约》 “在可比时期内所观测 到的在自然气候变率之外的直接或间接归因于人类活动 改变全球大气成分所导致的气候变化” 改变全球大气成分所导致的气候变化”
1000
1000
1950
1600
1500
1700
1800
1900
500
500
0
2.3 近代气候变化特征
器测资料 主要气候变化现象： 主要气候变化现象： 全球增暖 (Global Warming) 波动阶段性上升 不同区域增暖幅度不同，极区最显著 不同区域增暖幅度不同，
17
过去140年来地球表面气温变化情况 年来地球表面气温变化情况 过去
29
中国气象局国家气候中心
近50年中国地表气温(相对于1961-1990年均值)变化 50年中国地表气温(相对于1961-1990年均值)
近50年我国年均地表气温升高速率0.22℃/10年，远高于全球同期0.13℃/10年。 50年我国年均地表气温升高速率 年我国年均地表气温升高速率0.22℃/10年 远高于全球同期0.13℃/10年 平均气温偏高1.1 1951年来最高值，也是连续第10年高于常年。 年来最高值 年高于常年 2006年全国平均气温偏高 2006年全国平均气温偏高1.1 ℃，为1951年来最高值，也是连续第10年高于常年。 2006年全球平均气温较 2006年全球平均气温较1960-1990年平均偏高0.42 ℃，为有记录以来第6暖年。 平均气温较1960-1990年平均偏高 年平均偏高0.42 为有记录以来第 暖年。
温 暖 期 温 暖 期 温 暖 期 寒 冷 期 寒 冷 期 温 暖 期
温度（℃） +4 +3 +2 +1 0 -1 -2 -3 -4
寒 冷 期
一万年来挪威雪线高度（实线）与五千年来我国温度（虚线） 一万年来挪威雪线高度（实线）与五千年来我国温度（虚线）变迁
16
10000
3000
5000
4000
2000
9
2.2 历史时期的气候变化
历史时期：自第四纪更新世晚期，约距今1万年 历史时期：自第四纪更新世晚期，约距今1 左右的时间开始 代用资料（非器测） 代用资料（非器测） 冰芯、树木年轮、黄土、湖泊沉积、 冰芯、树木年轮、黄土、湖泊沉积、历史文 献等
10
主要气候事件
（ LGM) ~ 21kaBP 新仙女木事件（ YD） 12.2新仙女木事件（Younger Dryas: YD）~ 12.210.5kaBP 全新世大暖期（ Holocene） 全新世大暖期（Megathermal in Holocene）~ 8.5-3.0kaBP 8.5中世纪暖期 ( Medieval Warm Period) ~ AD 900900-1300 1320小冰期 ( Little Ice Age) ~ AD 1320-1920
21
全球气温变化趋势
22
全球增暖的证据： 全球增暖的证据：北极海冰面积减少
Johannessen et al. (2004)
23
海冰的变化
24
雪盖的变化
25
全球增暖的证据：海平面上升 全球增暖的证据：
26
近百年（ 1906-2005年 近百年 （ 1906-2005 年 ） 全球地 74℃ 表 平 均 温 度 上 升 了 0.74℃ ， 1956-2005年升温 65℃ 19951956-2005年升温0.65℃。1995年升温0 2006年中有 年位列有仪器观测 2006年中有11年位列有仪器观测 年中有11 以来的最暖12年中 年中。 以来的最暖12年中。 20世纪全球海平面平均上升约为 20世纪全球海平面平均上升约为 0.17 米 ； 其间 1961-2003 年平均 其间1961上升速率约为1 毫米/ 1993上升速率约为1.8毫米/年，19932003年的平均上升速率约为 2003 年的平均上升速率约为 3.1 年的平均上升速率约为3 毫米/ 毫米/年。 全球大部分地区积雪退缩 全球大部分地区 积雪退缩 ， 特别 积雪退缩， 是在春季和夏季； 40年北半球 是在春季和夏季；近 40年北半球 积 雪 逐 月 退 缩 （ 除 11 月 和 12 月 20世纪 年代尤为明显 世纪80年代尤为明显。 外），在20世纪80年代尤为明显。
全新世千年尺度气候 波动与气候事件
大暖期（ 大暖期（8.5-3.0kaBP） ） 8.2kaBP冷事件 冷事件
全新世存在千年尺度 中世纪暖期 (AD 900-1300) 气候波动平均周期 1.45ka 。11kaBP以来 小冰期（AD 1320-1920） 以来 小冰期（ ） 个寒冷期， 有9个寒冷期，最近 个寒冷期 一次为小冰期. 一次为小冰期 现代增暖（ 世纪 世纪） 现代增暖（20世纪）