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环球变动的表现
环球变动在不同的地球表层子系统中和不同的时期、空间尺度上均存在复杂多样的表现方式，它们经常相互关联和相互影响，以下仅简明引见某些具代表性的方面或现象。
（一）气象变动
1.第四纪冰期-间冰期的交替变动
虽然整个第四纪属于一个大冰期，但其中仍存在次一级的冰期-间冰期的交替变动。欧洲地质学家在20世纪早期关键依据阿尔卑斯山区第四纪的古冰川地貌及冰碛物树立了经典的4次冰期形式，以后推行到环球各地。但起初的钻研证实，因为前期冰川作用往往刨蚀破坏前期冰川遗址，上述形式并不能代表第四纪的气象变动的完整历史。特意是20世纪70年代以来，随着环球变动钻研的兴起，人们借助深海堆积物岩芯氧同位素、极地冰芯化学成分、陆上黄土与古土壤等多方面的深化钻研，发现第四纪的冰期-间冰期变动远不止4次，而是十分频繁且有法令的（图14-1）。以深海堆积物的氧同位素为例，因为同位素的分馏作用，在水的循环环节中，较轻的O 同位素更易进入咸水中，而较重的O同位素更易保管在海水中，在冰期因为少量的咸水被固定在陆地而不再回归大洋，便使得大洋中的O同位素相对增高，同时也会体如今同期的大洋生物堆积中；相反，在间冰期少量咸水回归大洋，会使大洋中的O同位素含量相对降低；因此，深海堆积物岩芯的氧同位素含质变动曲线能提醒冰期-间冰期的变动。我国地质学家刘东生等应用我国特有的黄土堆积为第四纪气象变动的钻研作出了关键奉献。第四纪黄土堆积以黄土层和古土壤层交互堆积为特色，它们是风尘堆积作用和成土作用两种统一的环节彼此消长的结果，当风尘堆积作用大于成土作用时构成黄土层，反之构成古土壤层；因此，黄土堆积与凛冽而偏干旱的冰期相对应，古土壤层则对应于相对暖和湿润的间冰期。黄土钻研与深海堆积物氧同位素等钻研结果具备很好的可对比性（图14-1）。
图14-1 陆地氧同位素纪录与中国黄土-古土壤序列的对比及反映的第四纪气象动摇
（引自张兰生等，2000）
古地磁年代表：B—布容正向期；M—松山反向期；G—高期正向期；J—加拉米罗事情；O—欧尔威事情
钻研结果标明，自190万年以来可以分辨出62个冷暖阶段，构成31个冰期-间冰期的冷暖旋回，冷暖动摇的幅度达10 ℃以上（见图14-1）。
其中，距今90万年以来大体以10万年为动摇周期，90万年以前动摇幅度较小，大体以4.1万年为动摇周期。
这种周期与地球轨道参数周期（米兰柯维奇周期）可以对比；而且深海堆积、黄土和冰芯等各目的曲线的方式与依据地球轨道参数变动所计算的北半球高纬度地域太阳辐射量的变动曲线相对应，仅时相上略有落后；因此，许多学者以为，地球轨道参数变动或者是第四纪气象周期性变动的驱能源。
第四纪间冰期的气象环境与现代相近，而冰期则天壤之别，距今2.5万～1.8万年前后的末次冰期盛期的气象环境形态可作为典型代表。
据钻研推断，末次冰期时北半球中高纬度陆地温度普通较现代低10～15 ℃，全盛期时低达20 ℃以上，南北半球的山地雪线均比现代降低了约1000 m。
冰川笼罩面积大规模扩展是冰期最盛期环境的关键特色之一。
现代冰雪笼罩面积约占大陆面积的10%，海冰笼罩大洋的7.3%左右。
但在最后冰期盛期时，凑近1/3的陆地被冰笼罩。
例如，过后冰川笼罩了加拿大的绝大部分、美国北部的大部分、斯堪的纳维亚半岛和欧洲北部的大部分地域。
与此同时，南极和北极地域的海冰也出现大规模的扩展，北大东洋夏季的海冰可不时扩展到法国沿岸。
2.全新世以来的气象变动
第四纪的末次冰期之后，气象迅速变暖，进入1 万年以来的全新人世冰期（即现代间冰期）。
但气象变动在不同的时期尺度上都是存在的，全新世虽然总体较暖和，但仍存在着不同时期尺度的气象清楚变动。
全新世以来的气象变动总体上可分为早期的增暖、中期的全新世暖期和早期的变冷三个阶段（图14-2）。
全新世早期的增温阶段大抵为距今1万～8000年之间，气温在末次冰期之后加快地上升到凑近现代水平，并在此水平上出现小幅度的冷暖动摇。
距今8000～4000年的全新世中期是一个较现代更为暖和的时期，其中最暖和的盛期或者出如今距今6000年前后，过后中-高纬度地域陆地上的温度可较现代高2～3 ℃以上。
当然，在该暖期中也有气象的冷暖动摇。
距今4000年以来环球气象出现变冷的趋向，温度又降低到与现代相当的水平，并在该时期出现区分继续数百年的凛冽或暖和阶段的交替变动。
其中，在最近的1000多年里，出现了较现代略为暖和的“中世纪暖期”和比现代更为凛冽的“小冰期”，人们以为它们或者代表数百年时期尺度上未来气象变动的幅度，因此特意遭到关注。
“中世纪暖期”大抵出当初10世纪至13世纪时期，据钻研，过后英格兰和欧洲中部的夏季平均温度预计比现代高0.7～1.4 ℃，格陵兰沿岸左远海域很少见到有浮冰，环球上许多地域也有相似的表现。
“小冰期”是指出当初最近几个世纪里的冰川从新扩展、温度降低的时期。
普通以为小冰期从16世纪早期开局清楚化，大抵到19世纪中前期完结，其表现最为清楚的是有较完整记载的欧洲山地冰川的行进现象，已有的文字、仪器记载的气温资料也显示该阶段普通较现代偏冷。
3.现代气象变动
近100多年来，因为环球均有了少量的气温观测的系统记载，这为钻研区域和环球性的气温变动细节提供了更为详实牢靠的资料。
由这些资料获取的总的气温变动趋向是：从19世纪早期到20世纪40年代，环球气温曾出现清楚的动摇上升现象；20世纪40年代到60年代，环球气象有变冷的趋向，但幅度甚微；20世纪70年代，环球气象又趋变暖，到80年代以来气温增暖的趋向更为突出。
据威尔森（）和汉森（）钻研，环球年平均气温从1880～1940年的60年中参与了0.5 ℃，1940～1965年降低了0.2 ℃，而后从1965～1993年又增暖了0.5 ℃（图14-3）。
图14-2 全新世的气温变动
（据张丕远等，1996）
a—环球年平均气温变动；b—格陵兰冰芯δO值；c—西北欧7月平均气温（依据孢粉资料）
图14-3 近100多年来环球年平均气温的变动（1880～1993年）
（引自周淑贞等，1997）
（二）海平面变动
1.末次冰期以来的海平面变动
第四纪以来，海平面随着冰期-间冰期的交替而出现清楚的升降变动，在广阔的海陆过渡地域则相应地出现大规模的海陆变迁，并由此惹起水文环境、地质环境、天文环境、生态环境等均出现清楚的变动。
以末次冰期的最盛期（大概距今2.5万～1.8万年）为例，因为少量的水体以冰的方式贮存在陆上，环球海平面出现大幅度降低，平均降低达120 m；在西太平洋地域，剧烈的海退使我国渤海所有、黄海和东海大部都变成了陆地，朝鲜半岛、台湾岛、海南岛齐全与大陆相连，海岸线因此向东迁徙可达上千千米；我国南海南部至爪哇海的巽他陆架大面积成陆（即“亚洲大浅滩”），印度尼西亚到澳大利亚之间的帝汶海、阿拉富拉海、卡彭塔里亚湾等大都变成了陆地（即“澳大利亚大浅滩”），这使得西北亚的许多岛屿与亚洲大陆相连，澳大利亚与巴布亚新几内亚及亚洲大陆相连（图14-4）。
相似的状况也宽泛出如今其余海岸地域，如英国和爱尔兰与欧洲大陆相连、阿拉斯加与西伯利亚经过白令陆桥相连等。
图14-4 西太平洋边缘海域在末次冰期时的轮廓
（彩色代表成陆区；据汪品先等，1992）
末次冰期的前期，温度上升造成冰川逐渐消融，海平面开局清楚上升；距今1.5 万年以后冰川消融和海平面上升速度放慢，至距今1万年前后，海平面已从最低的约-120 m升高到-40 m左右（即上升了约80 m）。
全新世进入间冰期，全新世早期海平面继续上升，从距今1万年前后的-40 m左右到距今6000～5000年上升到现代水平甚至更高，平均上升速率约每百年1 m（图14-5）。
海平面上升造成海岸线向陆中央向大幅度迁徙，末次冰期时出露的广阔的大陆架地域被淹没成大面积的浅海，使古天文环境出现严重扭转，如在冰期时连成一片的西北亚巽他次大陆被海水从新分隔成由若干岛屿组成的印度尼西亚群岛，冰期时构成的各个陆桥也从新终止，一些沿海低地相继沦为海湾或潟湖。
距今6000～5000年以来，海平面基本上在现今水平上作小幅度动摇，有些学者以为，在全新世中期的暖和期距今6000～4000年或者存在高于现今水平的高海平面时期。
2.现代海平面变动
依据有仪器记载的验潮站资料，许多人剖析了近100多年来的环球海平面变动趋向，都得出了现代海平面存在细微上升趋向的论断，平均海平面的上升率为每百年10～15 cm（或每百年1.0～1.5 mm）（图14-6）。
其中，1900年以前的平均海平面高度变动较小，1900年以来平均海平面高度上升较清楚。
惹起近百年来环球海平面上升的要素或者包含地壳升降静止、气象变动、冰川畏缩和陆地环流变动等，但普通以为，气象变动（变暖）是最关键要素，环球平均温度变暖造成冰川部分消融，也惹起陆地表层增暖收缩等作用环节，从而形成环球海平面升高。
图14-5 全新世海平面的变动
（据 et al.，1991；，1989）
图14-6 环球上3个长记载验潮站记载的海平面的变动
（据IPCC，1995）
（三）生态系统变动
在过去相当长的时期范畴内，环球生态系统的变动关键遭到大气环境、水环境、地质环境及天文环境的综合影响；但第四纪以来，随着人类的兴起与开展，生态环境越来越多地遭到人类的搅扰；特意是近代与现代，人类对生态系统的影响已远远超越了其余环境要素。
近、现代生态系统的变动是多种多样和十分复杂的，其关键或突出的方面有森林的破坏与面积锐减、半干旱环境的荒漠化和草场退步、动植物物种的绝灭与多样性增加、人口适度收缩等。
1.森林的破坏与森林面积锐减
为了启动农业和满足工业开展与生活的须要，人类不时在不时地砍伐、破坏森林，并且其速度具备越到现代越快的趋向。
目前，环球森林面积约占陆地总面积的23%，加上矮灌林、疏林可达32%，我国的森林笼罩率为18.21%。
在工业反派前夕，环球森林面积还能笼罩将近一半的陆低空积，而到1980年降至只占陆低空积的38%。
近年来，在一些经济兴旺地域和国度，森林面积已不再增加，一些地域还因为包全和毁林使之有所参与。
但在广阔的欠兴旺或开展中国度和地域，森林面积仍在迅速增加，尤其以热带、森林资源丰盛的地域最为清楚。
1995年时整个热带地域的森林较1980年时已增加了21%。
森林增加形成的区域性影响包含保水、保土才干变弱，坡地腐蚀、水土散失作用增强，洪水患祸增多，地表气温上升、蒸发增强、降水量增加、部分气象干旱化等；区域性影响的累积可发生环球性变动的结果。
2.荒漠化和草场退步
与森林面积增加相对应，环球土地荒漠化（关键包含沙漠、砾漠、岩漠等）的速度出现放慢的趋向。
目前，环球荒漠化面积已达陆低空积的35%，关键散布在干旱、半干旱地域，并已有向原先并不干旱的亚热带、热带地域蔓延的趋向，这类地域关键是因为森林破坏、水土散失等形成的岩漠或半岩漠化，如我国南边滇黔桂交汇的一些地域。
荒漠化面积中占比例最高的还是原先的草场退步所形成的。
如我国西北的黄土高原、毛乌素沙漠、河西走廊、腾格里沙漠、巴丹吉林沙漠等至少到汉-唐时期绝大少数地域还是水草丰美的草原，但现代已大面积荒漠化。
惹起土地荒漠化的人为要素关键包含适度农垦、适度放牧、适度砍柴、森林破坏、水资源应用不当、工交树立破坏植被等，人造要素关键包含气象干旱化、风蚀及风成砂、黄土的扩展等，其中以人为要素占主导，并滋长了人造要素。
3.生物物种绝灭与多样性增加
近、现代以来，环球生态系统中的植物、生物种类的绝灭速度清楚放慢、生物多样性不时增加也是与人类优惠亲密相关的。
人类社会开展到当天，人类这一繁多物种曾经彻底地管理了生物界。
人类可以饲养生物、栽培植物，也可以在短时期内从地球上永远覆灭某些物种。
实践上，培植和开展一些物种是有目的、有方案的，但危害一些动植物乃至使之灭绝则大多是有看法的。
据近、现代的统计，较初等生物平均每年有一个物种或亚种被覆灭，曾经有1000种鸟类和哺乳生物从地球上隐没了（图14-7）；较高等生物及整个植物界无疑隐没得更多。
从地质历史的较长时期尺度看，全天气象变动、古天文环境变动等或者是形成一些动植物人造绝灭的关键要素；但在近、现代的短时期尺度上看，人为要素则是最关键要素。
有人以为人类优惠使生物绝灭速度放慢了上千倍乃至上万倍。
人类优惠关键经过狩猎、引进或培植生物、污染环境和增加生栖地等路径来影响生物的生活种类和数量。
其中，环境污染和生物家养环境的隐没（如森林破坏、湿地隐没等）正在成为物种趋于绝灭的关键要素。
动植物物种的绝灭与多样性增加将严重地破坏生态平衡，形成生态环境的好转；此外，其给人类形成的不良结果还有许多方面（如生物资源增加等），有些咱们近期或者还不能清楚地看法到。
图14-7 17世纪以来环球某些初等生物物种绝灭的数量
（引自张兰生等，2000）
4.人口适度收缩
人类的出现只不过几百万年的历史，但是，其开展的速度是十分惊人的，超越了任何一种生物。
公元前8000年，环球人口只要5000万，但到1650年就到达了5亿。
近代以来，人口增长愈加迅速，1850年环球人口为10亿，1950年为25亿，1987年已超越了50亿，到1999年已达60亿，2008年环球人口日（7月11日）联结国发表环球人口已超越67亿。
人口这样的加快开展对整个地球环境及各种资源都发生了很大的压力。
环球各国的人口增长状况也很不分歧，这关键受政治、经济、宗教、迷信技术等各方面的影响。
在1950～1985年的35年间，兴旺国度人口增长仅为4.1%，而第三环球国度人口增长竟高达117%，其中以非洲和拉丁美洲的增长率最高。
据预计，1985～2025年间，一些兴旺国度的人口有降低的趋向，但一些非兴旺国度的人口可望进一步增长。
人口过多会大大地制约经济的开展以及人类生活水平的提高，同时使人造资源少量地消耗和环境进一步好转。
环球上的资源是有限的，有些迷信家对环球生物资源启动过计算，其结果是环球上的生物资源量只能养活100亿人。
一些专家以为，我国人口最适宜的数量为7亿～10亿，我国容纳人口的极限为16亿～17亿。
目前，我国的人口已超越13亿。
所以，必定管理人口的迅速增长，使人、资源、环境到达谐和的相关。
（四）“臭氧洞”和“温室效应”
1.“臭氧洞”
自20世纪70年代以来，平流层臭氧层的O含量有不时增加趋向，且这种增加趋向随纬度增高而变得清楚。在南极上空，臭氧含量在每年10月份前后消减最多，再现所谓“臭氧洞”现象。据观测，从1979年到1985年，南极地域上空 O含量增加了40%～50%，环球在这6年里O含量平均增加约3%。到1987年，南极上空的“臭氧洞”又宽又深，曾经扩展到南极大陆以外，一度惹起迷信界和群众的深切恐慌。观测标明，北半球大气臭氧浓度也出现增加趋向。钻研发现，臭氧层的破坏或者关键与人工分解的含氯氟烃物质（如氟利昂：CFCl，CFCl）作为制冷剂、喷雾剂等的少量排放无关。这种含氯氟烃在对流层内极为稳固，但它们进入平流层后在紫内线的照耀下，分解出含氯自在离子，并与臭氧分子出现反响，消耗少量的臭氧。而臭氧的消耗又使紫内线辐射增强，减速含氯氟烃的分解，从而减速臭氧层的破坏。臭氧层是剧烈排汇太阳紫内线辐射的大气区域，其遭受破坏将会造成一系列环境结果，包含对气象、生物和人类肥壮形成的不良影响或严重危害。
2.温室气体排放与“温室效应”
太阳辐射为短波辐射，而低空辐射是长波辐射，低层大气中的二氧化碳（CO）、甲烷（CH）、氮氧化物（NO等）、氯氟烃（CFCl等）等成分能使短波简直无衰减地经过，但却排汇长波辐射，形成气温增高，这类气体便称为“温室气体”，由此发生的增温效应被称为“温室效应”。温室气体中（除水汽外）以二氧化碳的含量最高、影响最大。据观测与钻研，自工业反派以来，大气中二氧化碳的浓度已增长了30%，甲烷增长了一倍，氮氧化物增长了15%。并且它们增长的速度有清楚放慢的趋向。在宽泛经常使用化石燃料之前的19世纪初，迷信家推算的二氧化碳含量为280×10，到1958年时观测值为315×10，在100多年的时期内含量参与了35×10；至1998年时观测值已达360×10，在过去40年里含量参与了45×10（图14-8）。20世纪80～90年代二氧化碳含量平均每年参与1.5×10，而2000～2005年平均每年参与2×10（据美国大气陆地局2008年资料）。大气温室气体浓度上升或者曾经对地球的环境发生了深入影响，这关键包含环球气象变暖、降水格式变动，并进一步造成环球海平面升高、陆地和陆地生态系统遭到搅扰等。
图14-8 夏威夷冒纳罗亚山观测到的CO月平均大气浓度变动
（据IPCC，1995）
间冰期气象历史
地球历史中，环球气象教训了冰期与间冰期的交替动摇，这种寒暖交替的周期大概在10万至100万年左右。
自前寒武纪以来，大部分时期两极地域并无大规模冰雪笼罩，但至少出现过三次大冰期：前寒武纪大冰期、石炭-二叠纪大冰期和更为人所知的第四纪大冰期，区分出现于6亿年前、2-3亿年前以及200-300万年至1-2万年前。
牢靠的地质时期温度预计始于中生代，那时极地的年均温度在8-10℃，赤道约为25-30℃。
进入第三纪，气象特色表现为中纬度地域气温逐渐降低，约1400万年前，环球气温骤降，南极出现冰盖，随后冰岛出现山岳冰川，高纬度地域也相继构成冰盖。
第四纪以极地和中高纬度山岳冰川为主，分隔出屡次冰期和间冰期。
冰期时期，气象动摇清楚，如欧洲边缘地域的温度变动约12℃，而平地雪线处为4-6℃。
气象变动带来了清楚影响，如雨带散布的移动、雪线的升降以及海平面的动摇，同时也促使生物群落随气象带迁徙。
距今一万多年，环球气温上升，冰川衰退，海平面上升，进入较暖和的时期。
气象变动的要素七嘴八舌，关键归纳为天文要素、太阳辐射能变动或大气透明度变动，以及地质天文要素如大陆漂移等。
其中，大陆漂移实践在解释气象变动方面备受关注。
间冰期气象间冰期气象是指两次冰川优惠期之间比拟暖和的气象。
在整个地球气象史上最近而公认的两次大间冰期为：寒武纪～石炭纪大间冰期（距今3～6亿年），共教训了3亿年；三迭纪～第三纪大间冰期（距今约2亿～200万年），共教训了2.2亿年。
在大间冰期中，整个环球气象暖和，雪线上升，冰川消融畏缩，气象带和生物群落向高纬推移。
在大冰期内也有时期尺度大体与亚冰期相当的亚间冰期，在亚冰期中还有时期尺度与副冰期基本相当的副间冰期。
什么是气象变动简史？
地球气象处于不时的变动之中。
气象变动的时期尺度从月、季、年际、年代际，不时到数以万年计的冰期和间冰期。
影响气象变动的因子格外部因子和外部因子，外部因子关键包含太阳优惠的变动、地球轨道的扭转、日地相关的变动、地球外表火山迸发等人造因子和温室气体排放、森林砍伐、土地利用变动等形成大气组成变动的人类优惠，外部因子包含陆地温度、大气环流、冰雪笼罩、土壤湿度、生态系统的变动等等。
气象不时呈波浪式开展，冷暖干湿交替。
气象变动可以是周期性的，也可以是非周期性的。
依据不同的时期尺度，地球气象史通常分为地质时期气象、历史时期气象和近代气象三个阶段。
地质时期的气象距今有1万～22亿年，以冰时期冰期交替出现为特点，时期尺度在10万年以上，温度振幅为10～15℃。
历史时期气象普通又分为五大冰期。
1.地质时期的气象变动：地质时期的气象变动指距今1万~22亿年的气象变动，其气象变动幅度很大，它岂但构成了各种时期尺度的冰河期和间冰期的相互交替，同时也相应地存在着生态系统、人造环境等的渺小变迁。
地质时期的气象表现了大气、陆地、大陆、冰雪和生物圈等组成的气象系统的总体变动。
气象变动与气象极值（1）震旦纪大冰期气象——距今6亿年前。
迷信家在亚、欧、非、北美和澳大利亚的大部分地域中都发现了冰碛层。
这是震旦纪大冰期气象的证据。
（2）寒武纪—石炭纪大间冰期——距今3亿～6亿年，包含寒武、奥陶、志留纪、泥盆纪和石炭纪，过后气象总体上趋于暖和、湿润，森林成长枯萎。
（3）石炭—二叠纪大冰期——距今2亿～3亿年，始于石炭纪末期，止于二叠纪中期，关键影响在南半球。
（4）三叠纪—第三纪大间冰期——距今200万~2亿年，包含三叠、侏罗、白垩，都是暖和气象。
三叠纪时气象炎热而枯燥，到侏罗纪时转为干冷，成为继石炭之后又一个成煤期。
白垩纪时转为枯燥，到重生代的早第三纪环球气象更普遍变暖。
晚第三纪东亚大陆东部气象趋于湿润。
（5）第四纪大冰期——距今200万开局至如今。
影响范畴十分宽泛的环球规模的大冰期。
在第四纪时受冰期进退间接影响的地域构成亚冰期（平均气温比如今低8～12℃）和亚间冰期（气象比如今偏暖，低纬地域比如今高5.5℃）。
中国也出现过屡次亚冰期和亚间冰期气象的交替演化。
2.历史时期的气象变动：自第四纪降级世早期，约距今1万年左右时期开局，环球进入冰前期，并有两次大的动摇。
一是公元前5000年到公元前1500年的最适气象期，过后气温比如今高3～4℃；一次性是15世纪以来的凛冽气象，其中1550～1850年为冰前期以来的凛冽期。
为小冰河期，气温比如今低1～2℃。
3.近代气象变动：近百年因因为有少量的气温观测记载，区域和环球的气温序列不用再用代用资料。
虽然观测资料和解决方法不同，所得论断也不尽相反，但总的趋向是从19世纪末到20世纪40年代，环球气温出现清楚的动摇上升现象，40年代到达顶点。
尔后环球气象有变冷现象。
进入60年代以后，高纬度地域气象变冷趋向愈加清楚；进入70年代以后，环球气象又趋暖；到1980年以后，环球气温增暖情势更为突出。
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