第六章-全球變化與海平面變化分解課件

全球變化與海平面變化全球變化與海平面變化1據(jù)考證，在距今約3000多年前，我國中原地區(qū)的氣候比現(xiàn)在暖和得多，那里生存著許多熱帶和亞熱帶動植物。熱帶標準動物——大象幾乎隨處可見。因此，當時的河南省稱為豫州，“豫”字形象比喻為一個人牽了一頭大象，直到現(xiàn)在，河南省仍簡稱“豫”。據(jù)考證，在距今約3000多年前，我國中原地區(qū)的氣候比現(xiàn)在暖和2第六章-全球變化與海平面變化分解課件3全球變化全球變化指在地球環(huán)境方面，自然和人為因素變化導致所有的全球問題以及相互作用。主要內(nèi)容：全球氣候變暖大氣臭氧層的損耗大氣中氧化作用的減弱生物多樣性的減少土地利用格局與環(huán)境質(zhì)量的改變?nèi)丝诘募眲≡黾尤蜃兓蜃兓冈诘厍颦h(huán)境方面，自然和人為因素變化導致所有4地質(zhì)時期（距今22億年—1萬年），曾反復出現(xiàn)過3次大冰期，氣溫呈下降趨勢；大冰期之間為間冰期，氣溫呈上升趨勢。歷史時期（1萬年左右），有時為溫暖期，有時為寒冷期。我國歷史時期的氣候大約可分為4個溫暖期，4個寒冷期。19世紀末以來，世界氣溫出現(xiàn)明顯的波動上升現(xiàn)象。全球氣候變化地質(zhì)時期（距今22億年—1萬年），曾反復出現(xiàn)過3次大冰期，氣5

第一次溫暖時期（公元前3500—前1000年）據(jù)歷史資料記載，黃河流域有象、水牛和竹等。估計當時的氣溫和降水量數(shù)值都比現(xiàn)在高，是我國歷史時期最溫暖的時代。

第一次寒冷時期（公元前1000—前850年）據(jù)歷史資料記載，漢水曾兩次結冰，緊接著又是大旱，氣候寒冷干燥。

第二次溫暖時期（公元前770—公元初）據(jù)歷史資料記載，魯國（今山東）冬天沒有冰，當時竹、梅等亞熱帶植物分布界限偏北，表明當時氣候比現(xiàn)在暖。

第二次寒冷時期（公元初—6世紀）據(jù)歷史資料記載，淮河曾結冰，從昌黎到營口的渤海海面曾三年結冰，表明氣溫下降。我國歷史時期的寒暖變化第一次溫暖時期據(jù)歷史資料記載，黃河流域有象、水牛和竹等。6第三次溫暖時期（7—9世紀）據(jù)歷史資料記載，當時的長安（今西安）無冰雪，梅和柑橘都能在關中地區(qū)生長，表明氣候轉(zhuǎn)暖。第三次寒冷時期（10—12世紀）據(jù)歷史資料記載，華北已無野生梅，太湖曾全部凍結，蘇州附近的南運河曾經(jīng)常結冰，福建的荔枝曾兩次凍死，表明當時的氣候比現(xiàn)在冷得多。第四次溫暖時期（13世紀）據(jù)歷史資料記載，杭州曾幾年無冰雪，西安等地有竹子生長，顯示氣候轉(zhuǎn)暖。第四次寒冷時期（15—19世紀）這段時間長達500年。當時北京附近的運河封凍期比現(xiàn)在長50天左右。第三次溫暖時期據(jù)歷史資料記載，當時的長安（今西安）第7溫度距平（℃）年公元1856－2003年全球地表溫度變化（相對于1961－1990年30年氣候平均）(updatedfromJonesetal.,2003)1860-2000年全球地表溫度上升0.4－0.8℃(平均0.6℃)；近百年間17個最暖年份出現(xiàn)在1983年以后。20世紀以來，1998年最暖，2002和2003年為第二和第三暖年。溫度距平（℃）年公元1856－2003年全球地表溫度變化(8近現(xiàn)代全球年平均氣溫變化曲線圖近現(xiàn)代全球年平均氣溫變化曲線圖9全球氣候變暖的影響1.導致生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)整2.海平面上升3.可能導致干旱、洪澇、暴雨等災害事件的增加。進而導致世界各國經(jīng)濟結構的變化4.對人類健康的威脅會增加全球氣候變暖的影響1.導致生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)整2.海平面上升3.可101.導致生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)整

全球氣候變暖，將會改變植被群落的結構、組成及生物量，使森林生態(tài)系統(tǒng)的空間格局發(fā)生變化，同時也造成生物多樣性的減少。1.導致生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)整全球氣候變暖，將會改變植被群落112.海平面上升氣候變暖的后果--

海平面上升！思考：(1)全球氣候變暖如何導致海平面上升？(2)海平面上升會帶來什么危害？2.海平面上升氣候變暖的后果--海平面上升！思考：12?。⌒u快淹沒了！?。⌒u13由于地球氣溫越來越高，引起海水上漲，南太平洋島國圖瓦盧部分土地被海潮淹沒，一些小珊瑚島群變得無法居住，導致居民無家可歸，大約有三分之一的圖瓦盧居民需要移民。圖瓦盧政府已向新西蘭政府發(fā)出呼吁，希望新西蘭能接納３０００名圖瓦盧居民前往定居。圖瓦盧政府發(fā)言人表示，據(jù)估計，該國的島嶼將于50年內(nèi)遭海水淹沒。目前島上許多坑洞已遭海水灌入，可居住面積越來越小。一些居民已開始遷移往美國、新西蘭等國。一項聲明中指出：“圖瓦盧的領導人承認由于抵擋不了日漸上升的海水，他們將迫不得已舍棄家園?！庇捎诘厍驓鉁卦絹碓礁撸鸷Ｋ蠞q，南太平洋島14思考：舉例說明氣候變暖對經(jīng)濟結構的影響3.可能導致干旱、洪澇、暴雨等災害事件的增加。進而導致世界各國經(jīng)濟結構的變化思考：3.可能導致干旱、洪澇、暴雨等災害事件的增加。進而導致15第六章-全球變化與海平面變化分解課件16溫度升高蒸發(fā)增強干旱降水異常旱澇災害減產(chǎn)作物生長期延長熟制提高增產(chǎn)氣候變暖對于不同地區(qū)的農(nóng)業(yè)影響不同：溫度升高蒸發(fā)增強干旱降水異常旱澇災害減產(chǎn)作物生長期延長熟制提17中國氣象局局長秦大河說，氣候變暖將給我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的布局和結構帶來一定影響，氣候變暖后，我國冬小麥的安全種植北界將北移到沈陽—包頭—烏魯木齊一線。預計到2050年，氣候變暖將使三熟制的北界從長江流域北移至黃河流域；兩熟制地區(qū)將北移至目前一熟制地區(qū)的中部，一熟制地區(qū)的面積將減少23.1％。同時，我國主要作物品種的布局也將發(fā)生變化。中國氣象局局長秦大河說，氣候變暖將給我國農(nóng)業(yè)18氣候變暖還會對哪些產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生影響？滑雪場人工造雪羽絨服生產(chǎn)線氣候變暖還會對哪些產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生影響？滑雪場人工造雪羽絨服生產(chǎn)線194.對人類健康的威脅會增加

全球氣候變暖將會威脅人類，特別是熱帶、亞熱帶國家的低收入人口的健康。4.對人類健康的威脅會增加全球氣候變暖將20氣候變暖有利于昆蟲的孳生繁衍，增加了主要通過蚊蟲傳染的疾病如瘧疾、血吸蟲病和登革熱爆發(fā)的頻率和強度。全球氣候持續(xù)變暖以及人和動物宿主的接觸不斷增加，地球上極有可能出現(xiàn)若干新傳染病（如“非典”的傳播疑與氣候變化有關），往往對于人類危害嚴重。此外，氣候變暖引致的高溫熱浪強度和持續(xù)時間的增加可能導致以心臟和呼吸系統(tǒng)為主的疾病和死亡增加。一些極端的天氣異常狀況甚至會對人類心理健康產(chǎn)生不利影響，造成精神發(fā)病率的上升。氣候變暖有利于昆蟲的孳生繁衍，增加了主要通過蚊蟲傳染21大氣臭氧層的損耗臭氧層能夠阻止有害短波輻射進入地球的表面。南極南部海洋上空已經(jīng)出現(xiàn)臭氧層空洞，而且每年都在變深；北極臭氧層在寒冷季節(jié)里損耗10%；美國上空臭氧層在變薄。臭氧層的損耗主要來自于氯氟烴。大氣臭氧層的損耗臭氧層能夠阻止有害短波輻射進入地球的表面。22大氣中氧化作用的減弱在正常情況下，大氣可以通過氧化作用來清除那些干擾現(xiàn)有功能的氣體和分子。大氣中的羥基可以清除大氣中的甲烷和CO，但隨著排放量的增加，甲烷污染物沒有辦法被清除。大氣中氧化作用的減弱在正常情況下，大氣可以通過氧化作用來清除23生物多樣性的減少現(xiàn)在每天有約100個物種滅絕！不同物種以及同一物種不同基因的消失是地球上完整的生命機體的致命傷。人類對生物多樣性的損害，其恢復至少需要1億年以上。生物多樣性的減少現(xiàn)在每天有約100個物種滅絕！不同物種以及同24土地利用格局和環(huán)境質(zhì)量的改變森林面積在急劇減少，現(xiàn)在正以38.53m2/h的速度從地球的表面消失。全球沙漠化面積擴大、土地極度退化現(xiàn)象非常嚴重。全世界沙漠化速度為5-7*104km2/a，全世界每年有500km2的土地不能再生產(chǎn)糧食。全球的環(huán)境質(zhì)量急劇下降。土地利用格局和環(huán)境質(zhì)量的改變森林面積在急劇減少，現(xiàn)在正以3825海洋在全球碳循環(huán)中的作用空氣中含有二氧化碳，而且在過去很長一段時期中，含量基本上保持恒定。這是由于大氣中的二氧化碳始終處于“邊增長、邊消耗”的動態(tài)平衡狀態(tài)。這就是多年來二氧化碳占空氣成分0.03%（體積分數(shù)）始終保持不變的原因。但是近幾十年來，由于人口急劇增加，工業(yè)迅猛發(fā)展，呼吸產(chǎn)生的二氧化碳及煤炭、石油、天然氣燃燒產(chǎn)生的二氧化碳，遠遠超過了過去的水平。而另一方面，由于對森林亂砍亂伐，大量農(nóng)田建成城市和工廠，破壞了植被，減少了將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有機物的條件。再加上地表水域逐漸縮小，降水量大大降低，減少了吸收溶解二氧化碳的條件，破壞了二氧化碳生成與轉(zhuǎn)化的動態(tài)平衡，就使大氣中的二氧化碳含量逐年增加?？諝庵卸趸己康脑鲩L，就使地球氣溫發(fā)生了改變。海洋在全球變化中的作用海洋在全球碳循環(huán)中的作用空氣中含有二氧化碳，26南極冰芯二氧化碳含量的變化ppm南極冰芯二氧化碳含量的變化ppm27碳的儲存庫大氣圈：儲量最小，二氧化碳等巖石圈：儲量最大，碳酸鹽巖等

水圈生物圈：2000年的估計數(shù)據(jù),全球陸地生態(tài)系統(tǒng)碳儲量約24770億t,其中植被4660億t,土壤20110億t。森林為陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大的碳儲庫,森林植被的碳儲量約占全球植被的77%,森林土壤的碳儲量約占全球土壤的39%。碳的儲存庫大氣圈：儲量最小，二氧化碳等28碳循環(huán)碳循環(huán)29現(xiàn)階段，人類活動每年向大氣排放二氧化碳約60億噸碳，其中將近30億噸碳留在大氣中，另外30億噸碳被海洋吸收。20億噸被大洋吸收近10億噸的碳被陸架邊緣淺海區(qū)的生物體吸收全球陸架邊緣海是碳的“匯”還是“源”？海洋在全球變化中的作用海洋在全球碳循環(huán)中的作用現(xiàn)階段，人類活動每年向大氣排放二氧化碳約60億噸碳，其中將近30海洋在全球變化中的作用調(diào)節(jié)氣候的作用洋流的變化將影響全球氣候的變化厄爾尼諾現(xiàn)象：又稱厄爾尼諾海流，是太平洋赤道帶大范圍內(nèi)海洋和大氣相互作用后失去平衡而產(chǎn)生的一種氣候現(xiàn)象。正常情況下，熱帶太平洋區(qū)域的季風洋流是從美洲走向亞洲，使太平洋表面保持溫暖，給印尼周圍帶來熱帶降雨。但這種模式每3—7年被打亂一次，使風向和洋流發(fā)生逆轉(zhuǎn)，太平洋表層的熱流就轉(zhuǎn)而向東走向美洲，隨之便帶走了熱帶降雨，出現(xiàn)所謂的“厄爾尼諾現(xiàn)象”。厄爾尼諾現(xiàn)象的基本特征是太平洋沿岸的海面水溫異常升高，海水水位上漲，并形成一股暖流向南流動。它使原屬冷水域的太平洋東部水域變成暖水域，結果引起海嘯和暴風驟雨，造成一些地區(qū)干旱，另一些地區(qū)又降雨過多的異常氣候現(xiàn)象。海洋在全球變化中的作用調(diào)節(jié)氣候的作用洋流的變化將影響全球氣候31海洋在全球變化中的作用海面升降19世紀末以來，全球溫度不斷升高，1860年以來由全球升溫引起的海面上升量為15-25cm，預計在2100年，全球平均氣溫將上升1-3.5℃，由于海洋熱膨脹和冰川、極冰區(qū)的融化，全球海平面上升將達到15-95cm。海洋在全球變化中的作用海面升降19世紀末以來，全球溫32海平面的概念驗潮站的資料顯示現(xiàn)代海水表面的高度瞬息變化；海平面只是某一時間內(nèi)的平均海平面。地球表面同一時間內(nèi)不同地方的海面是不等高的。測量學上把某些地方某一時間內(nèi)海水面的平均高度作為高程起算點；地球物理上平均海平面被近似地作為地球表面的作用等勢面，即大地水準面?，F(xiàn)代海平面即海拔高度的起點，由驗潮站以每小時的潮位記錄，長期平均值得來，作為測量地區(qū)高程系統(tǒng)的基準面。我國1956年規(guī)定青島平均海面作為全國統(tǒng)一的高程起算面，即黃?；鶞拭妗：Ｆ矫娴母拍铗灣闭镜馁Y料顯示現(xiàn)代海水表面的高度瞬息變化；海平33

“海平面”的全稱叫平均海平面。原意在相當長的時間內(nèi)，海水表面的平均高程是靜止不動的，可用它作為大地測量高程的零點。平均海平面的“高程”，是驗潮儀自動記錄并求平均值計算出來的。事實上，由于各國各地驗潮站觀測時限及觀測方法技術的不同，所以產(chǎn)生的平均海平面高程，普遍存在一定的差異。海平面的內(nèi)涵

“海平面”的全稱叫平均海平面。原意在相當長的時間內(nèi)，海34

如1963年多佛爾海峽兩岸大地水準網(wǎng)聯(lián)測，發(fā)現(xiàn)設在紐林的英國國家高程基準，比設在馬賽的法國國家高程基準竟低了20cm。

水文學上的平均海平面(MSL)是據(jù)30天內(nèi)每小時讀數(shù)推算，精確定義要求有18.6年的讀數(shù)。

如1963年多佛爾海峽兩岸大地水準網(wǎng)聯(lián)測，發(fā)現(xiàn)設在紐林35平均海平面的綜合指示意義：其一在于它是洋盆容積與海洋水量的函數(shù)。海洋水量從屬全球性的水文循環(huán)及其變化。洋盆容積從屬于全球性的與區(qū)域性構造運動及其發(fā)展變化；

其二在于海洋平面是地球表層系統(tǒng)中，大氣與海洋水之間物質(zhì)與能量交換的界面與基面，陸地地貌發(fā)育的基面；

其三在于它是地球形狀的顯示，與平均海平面重合并伸展到大陸以下的水準面稱大地水準面，它接近于一個旋轉(zhuǎn)橢球體。

海平面的內(nèi)涵平均海平面的綜合指示意義：36海平面變化的原因海洋水體積的變化洋盆容積的變化海水物理性質(zhì)的變化海水鹽度的變化天文因素效應地球物理因素的變化人類活動的影響海平面變化的原因37海洋水體積的變化

地球表面水量98％在海洋中，2%在陸地。冰期時，大量陸地冰川造成海洋水的大量損失。導致海面下降，而間冰期，海面便上升?；芈曁綔y方法確定的現(xiàn)代南極大陸冰川體積為（23-30.4）×106km3，如果全部融化會使全世界海洋水層增厚60-75m。格陵蘭冰蓋全部融化，將使海洋水層增厚6-11m?，F(xiàn)代全球冰川總共可造成65-80m的海洋水層增厚，即海面上升。

海盆的干涸也能使海平面升降。在地質(zhì)歷史上，晚中新世期間，地中海曾與世界海洋隔絕，發(fā)育了大量蒸發(fā)鹽巖（石膏與巖鹽）而干涸。地中海占世界大洋體積的0.28%，這些海水加入到大洋，將會使大洋海面上升10-15cm。海洋水體積的變化38洋盆容積的變化

當海底擴張速度快時，離開洋中脊的海底沒有足夠的時間冷卻下沉，使洋盆底較高，海面將上升發(fā)生海侵。相反，當海底擴張速度緩慢時，海底有更多的時間冷卻，海底比正常情況下降深，因而使海面下降發(fā)生海退。海洋中，現(xiàn)有的洋中脊長65000km，其中2/3分布于北冰洋、大西洋和印度洋，它的體積為95.41×106km3，在它發(fā)育的18000萬年以來使海面上升了265m，平均每千年上升1.5cm。

大陸地殼的收縮使洋盆空間擴大，也會影響海面變化。喜馬拉雅山隆起之前，印度大陸和歐亞大陸間是一片廣闊淺海，隨著印度板塊與歐亞大陸發(fā)生碰撞使陸地減少了4×106km3，使海面下降10m，這期間，海面下降速率為0.22cm／ka。洋盆容積的變化39海水物理性質(zhì)的變化

當海水溫度上升時，海水受熱膨脹將引起海而上升，當水溫下降，海水冷縮將造成海面下降。一般認為，全球海水溫度升高1℃，海面大約可升高0.6m，白堊紀在高緯度區(qū)為暖水動物群，表明在南緯50o，無論是海面或海底，早第三紀的溫度都比現(xiàn)在高，假如全部海水溫度高10℃，則海面要高10m。根據(jù)最近世界潮位站資料分析表明，在過去100m年內(nèi)，海面上升了約12cm，這一上升可能是全球溫室效應氣溫上升造成的。海水物理性質(zhì)的變化40海水鹽度的變化

海水鹽度變化可引起海水體積變化以至海面高程變化：

海水體積＝（純）水體積+總的鹽當量×視當量體積

如果海水鹽度從35‰減少到25‰，將導致海面下降7.6m，根據(jù)南大西洋情況，在過去2000萬年內(nèi)，海水由于溫度降低，鹽度減少，導致海面下降了5.3m，速率為0.027cm／ka。海水鹽度的變化41天文因素效應

地球自轉(zhuǎn)速度加快會引起海水向赤道運動，形成赤道海面上升，旋轉(zhuǎn)速度變慢則引起海水向極地流動，形成兩極海面升高，地球轉(zhuǎn)速變化還會影響地轉(zhuǎn)偏向力，從而造成海流轉(zhuǎn)向時海面傾斜。如在灣流通過區(qū)，海面傾斜量可達59cm。理論上，地極滑動1°，將會引起部分海區(qū)海面相對陸地升高或降低373m多，以沿地極移動的子午圈和緯度45°海域，海面變化最為顯著。

地軸傾角的變化，表現(xiàn)為黃、赤道交角的變化，黃、赤道交角的變化范圍為21°39′到24°36′，變化幅度達3°，變化周期為4萬年。地軸傾角的變化將引起氣候變化，從而影響海面變化。天文因素效應42地球物理因素的變化

冰川均衡作用可使海面發(fā)生變化。冰期時，陸地冰川負荷加大，引起地表沉陷；冰蓋融化解除重壓，導致地殼均衡回跳上升。如北歐斯堪德納維亞半島和北美哈德遜灣周圍原是第四紀大陸冰蓋中心，未次冰期以來冰蓋消融引起地殼均衡回跳，沿岸存在大量古海岸線遺跡。其次海水負荷量的增大、沉積物負荷量的增大都會因均衡作用引起海面的變化。

大氣壓力變化也影響海面升降。在穩(wěn)定條件下，海面大氣壓每增加1.005mbar,海面將下降1cm，反之，海面大氣壓減小，海面將上升。

地球重力變化也影響海面升降。每毫伽變化使海面形變約3.3m，地殼水準面形變1.7m，總變化值達5m。地球物理因素的變化43人類活動的影響

人類社會經(jīng)濟活動也可影響局部區(qū)域海面變化。如沿海城市人口多，生產(chǎn)發(fā)展使地下水處于過量開采、引起地面沉降，海面相對上升，如我國上海、天津，日本東京和美國紐約都存在類似問題。有人認為，近幾十年來，大量修筑水庫，減少入海河水流量，是近來世界海面上升速度低于理論計算值的原因之一。

人類活動的影響44第六章-全球變化與海平面變化分解課件45確定海平面變動的依據(jù)

海平面變動曲線是研究海平面變動的典型成果，其中包含了高程、時間兩個主要內(nèi)容。

（一）確定海平面的高程的依據(jù)

1.前第四紀海平面高程的確定

（1）沉積物法。①當陸相地層之間夾有大面積的海相地層時，表明海平面經(jīng)歷了上升與下降的過程。②淺海珊瑚礁剖面中，若出現(xiàn)間斷面，并下伏白云巖化粒泥石灰?guī)r層（鈣含量較低，鎂、鍶、有機質(zhì)含量較高），表明海平面一度下降，使礁體露出水面（張明書等，1989）。確定海平面變動的依據(jù)46

（2）古生物法。海相化石的某些生物種，有一定水深范圍；當確定其為原地堆積時，可推斷當時海平面高程。在地層垂向?qū)有蛏蠝\海底棲有孔蟲與浮游有孔蟲比例的時間變化，可以反映海平面的升降。

（3）地震地層學法。利用地震剖面分析海平面相對變動時，需要依靠海相層序的幾何圖形，以及對上超（Onlap）、頂超（Toplap）等的沉積層序邊界的識別。上超是海平面相對上升的反映，海平面上升幅度約等于海岸加積厚度，但要減去沉降引起的增厚。頂超是海平面相對靜止的反映。削蝕（Erosionaltruncation）是海平面相對下降的反映。海岸沉積物上超向海洋方向轉(zhuǎn)移到海相沉積的上覆層序，高程降低。（2）古生物法。海相化石的某些生物種，有一定水深范圍472.第四紀海平面高程的確定

第四紀及新第三紀海平面高程的確定，除了上述方法外，還可以用地貌法、考古法等。

（1）地貌法。①海蝕階地和海蝕槽穴。海蝕階地面是古海蝕平臺（波切臺）。形成階地表示平均海平面下降了。平臺與崖的相交處發(fā)育海蝕槽穴，以高潮位的槽穴發(fā)育最好。②沉溺階地。它的存在表示海平面上升了。在日本津輕海峽西口海底，從水深30-140m，有13級平坦面（湊正雄，1981）。③海底平頂山。其頂面是洋殼擴張過程中沉溺的波切臺。④沉溺谷。大陸架上的沉溺谷是海平面上升的標志，遺跡間斷處為古河口，表示古海平面停留位置。⑤埋藏階地。它是海平面下降過程中陸地營力擴展的記錄。日本北海道函館地區(qū)有七級埋藏階地（松下，1970）。⑥古礁坪。當在水下發(fā)現(xiàn)古礁坪，表示海平面上升，水深為上升幅度；古礁坪出現(xiàn)在岸上則表示海平面下降，高程為下降幅度。2.第四紀海平面高程的確定48

（2）考古法。第四紀晚期的海平面變動可以用考古法研究。在中國、埃及等文明古國，有豐富的考古遺跡和浩瀚的典籍，其中有不少海平面變化的可靠記錄。翟乾祥等（1986）據(jù)歷史文獻和考古資料論證了5000a以來渤海灣西岸、北岸的海岸線變遷。（2）考古法。第四紀晚期的海平面變動可以用考古法49

（3）沉積物法。①海灘巖。它是熱帶潮間帶指示物，由于鈣質(zhì)膠結而易保存。巴哈馬圣薩爾瓦多島的古海灘巖是在海水潛流發(fā)展到淡水潛流及淡水滲流的成巖環(huán)境中形成的，表明成巖中海平面下降過程（Beier，1985）；海灘巖在變暖期成巖，變冷期成巖中斷；變暖期海平面升高，變冷期海平面下降（畢福志等，1989）。②鮞粒碳酸鹽?，F(xiàn)代鮞粒碳酸鹽形成于臨濱上部，若在陸架外緣發(fā)現(xiàn)古鮞粒碳酸鹽，表明海平面上升了；③紅樹林泥炭。紅樹是熱帶海岸的特征植物，紅樹林沼澤發(fā)育的高程主要在平均大潮高潮位和平均大潮低潮位之間（高潮坪、中潮坪、低潮坪），潮上坪不多。當紅樹林泥炭被掩埋，可據(jù)它確定海平面上升幅度。在澳大利亞潮差＜3m的海岸上，紅樹林泥炭可以把古海平面位置確定在約1m以內(nèi)。（3）沉積物法。①海灘巖。它是熱帶潮間帶指示物50④鹽沼泥炭。非紅樹林沼澤發(fā)育的高程在特大高潮位與平均小潮高潮位之間（潮上坪、高潮坪）；當鹽沼泥炭埋入地下，表示海平面上升；在海平面快速上升期，高位沼澤下會形成，因為加積速度慢的地區(qū)很快會被海水淹沒，這就解釋了鉆孔中所見低位沼澤地層很厚的原因；在海平面穩(wěn)定時，可以發(fā)育高位沼澤（林觀得等，1987）。⑤淺水珊瑚礁。其礁核（原生礁）分布在0-20m，若在低潮線以上見到礁核，說明海平面下降；如在較深水域發(fā)現(xiàn)原生礁，表明海平面上升。⑥潮坪垂向沉積相序。海侵序列表明海平面上升，海退序列表明海平面下降。⑦障壁沙島-瀉湖垂向沉積相序。海侵序列表明海平面上升。④鹽沼泥炭。非紅樹林沼澤發(fā)育的高程在特大高潮位與平均小潮高潮51

（4）古生物法。①鹽沼植物海蓬子。鹽沼的下限可依據(jù)海蓬子屬（salicornia）的存在為標志，因它適合平均小潮低潮位的環(huán)境。②硅藻。它有淡水種、半咸水種、咸水種。咸水種在不同水深也各有標志種，因此依據(jù)不同種硅藻的剖面分布，可恢復海平面的升降史。③有孔蟲。淺海底棲有孔蟲不同深度有標志種，外陸架、內(nèi)陸架、臨濱的種不同，進行剖面分析可了解海平面變動史。據(jù)有孔蟲推導出的古海平面高潮位精度可達15cm（Scott等，1978）。④介形蟲。淺海介形蟲數(shù)量不如有孔蟲多，但其指相意義不亞于有孔蟲。鹽沼中介形蟲可以大量出現(xiàn)，與有孔蟲一起構成微體生物化石帶，用以確定古海平面位置；但高位沼澤的上界，是以向淡水種變化為標志。（4）古生物法。①鹽沼植物海蓬子。鹽沼的下限可依據(jù)52⑤牡蠣。現(xiàn)代牡蠣生活在泥砂較少的小河河口低潮面以下，至10m深的低鹽水環(huán)境，繁生的牡蠣常堆積成礁體；古牡蠣礁可以反映古海平面位置（趙叔松等，1986；莊振業(yè)等，1986）。⑥淺水珊瑚礁礁區(qū)生物。海平面升降可引起礁體沉沒或暴露，導致礁區(qū)生物死亡，礁體停止發(fā)育。1990年10月開始的ODPI33航次對大堡礁進行鉆探，發(fā)現(xiàn)其年齡僅0.5-1.0Ma（以前認為有20Ma）；觀測到24個生物死亡與再生周期，反映了過去1Ma或更短時間內(nèi)，全球海平面至少經(jīng)歷了24個升降周期。⑦陸生哺乳動物化石。在東海陸架上曾多次發(fā)現(xiàn)猛犸象齒、原始牛頭骨等大型哺乳動物的遺骨，說明玉木冰期最盛時期，遼闊的東海陸架地區(qū)，曾是水草豐盛、動物繁多的場所，只是后來海平面大幅度上升了。⑤牡蠣。現(xiàn)代牡蠣生活在泥砂較少的小河河口低潮面以下，至10m533.最近300年及未來海平面高程的確定

（1）儀器觀測法。它是現(xiàn)代海平面變動的主要研究方法。自從300a前世界上建立最早的驗潮站以來，用驗潮儀記錄海平面變動已是常規(guī)作業(yè)，各海洋國家都建立了若干驗潮站，每一個小時記錄一次海平面高程，一年有近9000個數(shù)據(jù)。目前大多已采用自動驗潮記錄儀。此外，衛(wèi)星測量，包括“地球動力學實驗大洋衛(wèi)星”、“激光地球動力學衛(wèi)星”（范時清，1978）和全球定位系統(tǒng)（GPS），均可測量海岸高程的變動。

3.最近300年及未來海平面高程的確定54（2）微環(huán)礁法。最近發(fā)現(xiàn)，微環(huán)礁（主要是Porites）可以作為海平面短期變化的記錄器。當礁被海水持續(xù)覆蓋時長成半球狀，若海平面下降，環(huán)礁頂部珊瑚死亡，而向側(cè)緣生長；事件年代可按生長年輪得到恢復。據(jù)觀察，印度洋、太平洋中大量微環(huán)礁證明海平面在最近10a間有所下降，與儀器測量值吻合。因此，對于那些缺乏儀器測量海平面的海區(qū)，微環(huán)礁是海平面變動的重要信息源（Woodrofe，Mc1ean）。（2）微環(huán)礁法。最近發(fā)現(xiàn)，微環(huán)礁（主要是Porites）可以55

（二）確定古海平面形成時的年齡

在確定古海平面位置的同時，必須確定形成該位置的年齡；有了年齡，才能繪制海平面升降曲線、計算海平面升降速度，并進而研究海平面變動的原因。采用儀器觀測法調(diào)查海平面變動時，高程與時間可以同時獲得。用考古法時，古海平面年齡部分可據(jù)文字記載得到，部分要作14C年齡測定。測定年代的方法還有質(zhì)譜儀鈾系法、熱發(fā)光法、K-Ar法、電子磁共振法、裂變徑跡法，以及微體古生物法、古地磁法等。

（二）確定古海平面形成時的年齡56海平面變動史

自從地幔排氣形成原始海洋以來，海平面始終處于變動之中。前第四紀海平面變動的研究程度較差；第四紀海平面變動的研究較詳，但由于影響因素復雜，許多問題有待解決。今后海平面變動的趨勢，對人類生活至關重要，越來越引起人們的關注。

維爾（Vai1）、米瓊（Mitchum）、湯普森（Thompson）于1978年據(jù)地震剖面來進行地震地層學解釋，推算出全球顯生宙的海平面變動曲線（圖）。海平面變動史57海平面變動曲線圖表示出兩個周期約3億年的一級海面變動，14個周期為80-10Ma的二級海平面變動。二級海平面變動中有四次最大海侵，其時間為早奧陶世、中志留世、早石炭世（密西西比紀）、晚白堊世，與古地理圖推測的結果基本一致。海平面變動曲線圖表示出兩個周期約3億年的一級海面變動，14個58

主要表現(xiàn)為冰期—低海面—海退與間冰期—高海面—海侵的交替。一些學者分別根據(jù)珊瑚礁、濱海洞穴沉積與海成階地、生物化石組合類型的變化等方面的資料編制海平面變化曲線。第四紀海平面變化多數(shù)認為歷次第四紀間冰期海平面與現(xiàn)代海平面位置比較接近，高低不超過20m；末次冰期海面明顯下降始于70ka.BP.前后，冰期鼎盛時期的最低海面比今低約120±20m左右，大陸架在當時幾乎全部裸露，直到晚更新世末期全新世初，世界海平面又回升到比今低約25m左右的位置。

主要表現(xiàn)為冰期—低海面—海退與間冰期—高海面—海侵的交59南沙1143站氧同位素剖面上:浮游下：底棲民德貢茲中更新世革命玉木里斯南沙1143站氧同位素剖面上:浮游下：底棲60第六章-全球變化與海平面變化分解課件61全新世的海面變化全新世的海面變化628000年以來馬來群島海平面變化特征-8-404802000400060008000AltitudetoMSL(m)14CyearsBPEastCoastofPeninsularMalaysiaWestCoastofPeninsularMalaysiaDatapointsfromKamaludin(2001)8000年以來馬來群島海平面變化特征-8-40480200063-25.0-20.0-15.0-10.0-5.00.05.00200040006000800010000廣東東部一萬年以來海平面變化20°N-22°NAround7000cal.yrBP,sealevelreachedthepresent-dayheight.Ahigherhighstandof0.5misrecordedfor6000-4000cal.yrBP.-25.0-20.0-15.0-10.0-5.00.05.064Fairbridge：中全新世氣溫比現(xiàn)代高，在距今5700-4900年，海面高出現(xiàn)今海面3.7m，波動達6m，而后在波動中逐漸下降到現(xiàn)在高度。在世界各地都能找到證據(jù)。Shepard和Curray：6000年以來，海面持續(xù)緩慢上升，但不存在高海面，這種看法也得到了世界各地證據(jù)的支持。Jelgersma：在分析已有海面變化資料的基礎上，認為全新世以來海面穩(wěn)定上升，在距今5000-3600年達到現(xiàn)今海面高度。Moriwaki：收集21條區(qū)域海面曲線，表明世界各海區(qū)的海面變化曲線確實存在三種不同形式，得出海面升降不是全球一致的，存在海區(qū)差異，不存在全球同步的海面變化。Pirazzoli：收集了世界700多個數(shù)據(jù)進行分析，得出以下結論：就大陸而論，南美、非洲與大洋洲的海岸隆起較明顯，亞洲海岸隆起不甚明顯；就大洋而論，北冰洋、印度洋和太平洋海岸以隆起為主，北大西洋和地中海海岸以下降為主；更大范圍來看，北半球海岸沉降，南半球海岸上升。Fairbridge：中全新世氣溫比現(xiàn)代高，在距今5700-65

6ka.BP.以來的海平面變化總趨勢是在波動中漸趨穩(wěn)定。但據(jù)古海面遺跡的分布編繪的世界各地的相對海面變化曲線依然有較大差別。6千年以來的海平面變化有的地方存在比今海面高2-4m以上的中全新世高海面，另有一些地方不存在比今海面更高的中全新世高海面，還有一些地方全新世最高海面出現(xiàn)在3-2ka.BP.前后，主要原因在于由構造運動、均衡運動、壓實沉降等使各地的古海面遺跡不同程度地發(fā)生了變位，還有的則把風暴潮沉積視為古海平面遺跡了。

6ka.BP.以來的海平面變化總趨勢是在波動中漸趨穩(wěn)66

主要是根據(jù)驗潮站儀測數(shù)據(jù)計算出來的。驗潮站的數(shù)據(jù)表明近百年來全球海平面保持著斷斷續(xù)續(xù)的上升，平均上升速率為10-15cm/100a,少數(shù)驗潮站數(shù)據(jù)表明該地存在相對的海面下降。值得注意的是20世紀40年代以來曾出現(xiàn)全球平均溫度的下降，但海平面依然保持斷續(xù)上升，它可能與海洋水溫變化滯后于氣溫變化、20世紀40年代以來海洋水溫持續(xù)上升有關。估計表層與淺層海洋水溫增溫1℃，相應的海平面上升量為11cm。近百年來的海平面變化近百年來的海平面變化

主要是根據(jù)驗潮站儀測數(shù)據(jù)計算出來的。驗潮站的數(shù)據(jù)表67阿姆斯特丹（荷）布雷斯特（法）毫米毫米毫米年希維諾烏伊希切（波）阿姆斯特丹站：世界上最早的驗潮站（建于1682年）近百年來的海平面變化阿姆斯特丹（荷）布雷斯特（法）毫米毫米毫米年希維諾烏伊希切（68我國東部海岸變遷70000年前海侵44000年前海退25000年前海侵23000年前海退15000年前海退達最大10000年前海侵8000-7500年前海侵達到接近現(xiàn)代高度6500-6000年前最高海面7萬年來的海平面變化我國東部海岸變遷70000年前海侵7萬年來的海69近年來我國近海的海平面變化2003年我國沿海海平面比常年平均高了60毫米，而山東省高了67毫米。與2000年相比，2003年山東沿海海平面上升幅度為16毫米。未來數(shù)年，沿海海平面總體上將繼續(xù)保持上升趨勢，預計2013年中國沿海海平面將比2000年平均海平面28毫米，山東省2013年高33毫米。

近年來我國近海的海平面變化2003年我國沿海海平面比70去年我國沿海海平面為近10年來最高，比2007年高了14毫米，近30年來，中國沿海海平面總體呈波動上升趨勢，平均上升速率為2.6毫米/年，高于全球海平面1.8毫米/年的上升速率。在氣候變暖引起全球海平面上升的背景下，局部地面沉降和異常氣候事件是造成2008年海平面變化的主要原因。未來30年，中國沿海海平面將繼續(xù)保持上升趨勢，將比2008年升高130毫米。長江三角洲、珠江三角洲、黃河三角洲和天津沿岸仍將是海平面上升影響的主要脆弱區(qū)。報告分析指出，氣候變化與中國沿海海平面上升密切相關。近30年來，中國沿海氣溫上升1.1℃，海溫上升0.9℃，海平面上升92毫米；海平面上升趨勢的季節(jié)差異明顯，冬季升幅最大，春秋季次之，夏季最小。2008年中國海洋環(huán)境質(zhì)量公報去年我國沿海海平面為近10年來最高，比2007年高了71近五十年海平面明顯上升，平均上升速率為每年2.6毫米。近幾年上升速率加快，未來還將繼續(xù)升高。預測未來100年上升幅度28-68厘米海域2030年2050年2100年遼寧－天津11－1219－2157－63山東半島東南部-1－02－428－34江蘇－廣東東部13－1421－2462－68珠江口附近5－710－1343－50廣東西部－廣西13－1422－2462－68我國海平面上升趨勢明顯近五十年海平面明顯上升，平均上升速率為每年2.6毫米。近幾年72預測結果的誤差SO2的降溫作用南極洲冰蓋的負貢獻CFC（氟氯烴）得到控制人類活動的影響（例如，京都議定書等）IPCC(聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會)評估結果的變化和可信度預測的不確定性預測結果的誤差預測的不確定性73人口眾多的三角洲小島，尤其是珊瑚島海岸帶生態(tài)系統(tǒng)濕地退化；海岸侵蝕風暴活動的增加鹽水入侵由海平面變化所引起的敏感問題人口眾多的三角洲由海平面變化所引起的敏感問題742010年人口超過800萬的沿海城市2010年人口超過800萬的沿海城市75影響沿海和島國居民的生活(占世界1／3的人口)，使之受到威脅。如果極地冰冠融化，經(jīng)濟發(fā)達、人口稠密的沿海地區(qū)會被海水吞沒，馬爾代夫、塞舌爾等低洼島國將從地面上消失，上海、威尼斯、香港、里約熱內(nèi)盧、東京、曼谷、紐約等海濱大城市以及孟加拉、荷蘭、埃及等國也將難逃厄運。全球變暖使海平面升高，暴風雨頻率增加，這使英國人不得不加高防洪堤壩。據(jù)英國官方近日公布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，在過去的20年中，由于泰晤士河的水位隨全球變暖而升高，當?shù)卣畽C構不得不先后88次加高防洪堤壩，以保障倫敦人的生命財產(chǎn)安全。據(jù)悉，人們現(xiàn)在平均每年4次加高其堤壩。據(jù)估計，在2030年以前，其加高堤壩的頻率會達到每年30次。影響沿海和島國居民的生活(占世界1／3的人口76在海平面上升30cm、65cm和100cm情況下，

中國主要脆弱區(qū)被淹沒的面積（杜碧蘭，1997）主要脆弱區(qū)設防情況30cm65cm100cm珠江三角洲不設防554659676543設防115234576520長江三角洲及江蘇海岸不設防545475866361288設防8982224252091黃河三角洲及華北平原不設防212552310625428設防210102310025428總計不設防813488773693259設防230604879984039在海平面上升30cm、65cm和100cm情況下，

中國主77第六章-全球變化與海平面變化分解課件78第六章-全球變化與海平面變化分解課件79海岸侵蝕是海平面上升的重要后果，但海岸侵蝕并不僅僅由海平面上升引起，泥沙減少也是海岸侵蝕的重要原因。入海泥沙減少有以下原因：▲大型水庫建設▲跨流域調(diào)水▲河流人工和天然的改道▲海灘與河流下游的人工采沙海岸侵蝕海岸侵蝕是海平面上升的重要后果，但海岸侵蝕并不僅僅由海平面上80西南部33公里岸線20年的連續(xù)觀測表明：修筑水庫使入海泥沙減少所引起的海岸侵蝕約占總侵蝕量的50%

人工挖沙造成的海岸侵蝕約占40%

可能由海平面上升引起的侵蝕約占10%山東半島的實例西南部33公里岸線20年的連續(xù)觀測表明：山東半島的實例81灤河三角洲的侵蝕灤河三角洲的侵蝕82蘇北廢棄黃河口的侵蝕蘇北廢棄黃河口的侵蝕83海岸生態(tài)系統(tǒng)紅樹林珊瑚礁鹽沼海岸生態(tài)系統(tǒng)紅樹林珊瑚礁鹽沼84英國《自然》雜志1997年公開評估的，認為全球生態(tài)系統(tǒng)的價值是33萬億美元，其中全球的濕地生態(tài)系統(tǒng)又占45%，估計為14.9萬億美元。2080年全世界海岸濕地損失22%（Nicholls,1999)。海平面上升1.0m,美國的海岸濕地損失26%，其中密西西比三角洲濕地的損失占全美的40%。中國的海岸濕地的命運如何？濕地損失英國《自然》雜志1997年公開評估的，認為全球生態(tài)系統(tǒng)的價值85河口鹽水入侵1978~1979長江口崇明、長興、橫沙島被鹽水包圍5個月，造成供水的極度困難。海平面上升對鹽水入侵的影響相對較小，而人類活動造成河流徑流量變化的影響大。尤其是在特枯水年（徑流量小于10,000m3/s時），海平面上升0.6m-1.0m，鹽水入侵將嚴重影響長江口。海水入侵河口鹽水入侵海水入侵86氣候變化導致的海平面上升

對鹽水入侵影響在長江口地區(qū)，2050年如果海平面上升0.44m，洪季1和5等鹽線入侵的距離增加3km，影響范圍有限。2100年海平面上升0.96m，洪季1和5等鹽線入侵將增加6-8km。大通站徑流量小于10,000m3/s時，1和5等鹽線的內(nèi)侵將增加幾十km南水北調(diào)會明顯地減少枯季長江入海流，將可能出現(xiàn)嚴重的鹽水入侵。

氣候變化導致的海平面上升

對鹽水入侵影響在長江口地區(qū)，20587長江口的鹽水入侵長江口的鹽水入侵88地面沉降和地下海水入侵地面沉降和地下海水入侵89科學家們在理論上推知：通過遮蔽照射到地球上的太陽光，可為地球“降溫”。科學家們算了一筆賬：按目前的趨勢，大氣層中的二氧化碳含量在50年后將達到工業(yè)革命前的兩倍，這將導致地球氣溫上升2．5攝氏度。如果將射到地球的太陽光遮蔽掉1．8％，那么就可以抵消這一上升幅度。在此理論基礎上，科學家們提出了多種奇思妙想，其中最為大膽的，當屬美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室構想的“太陽盾”。

所謂“太陽盾”，實際上是一個直徑達2000公里的巨型反射鏡。按照設想，“太陽盾”被發(fā)射進入太空后，可以安放在“拉格朗日點”上，面朝太陽，拒太陽光于數(shù)百萬公里之外。在這一位置上太陽和地球的引力相互抵消，因而可以靈活地調(diào)整“太陽盾”的角度，使其發(fā)揮地球“空調(diào)”的功能。科學家們在理論上推知：通過遮蔽照射到地球上的太陽光，可為地球90

面對全球氣溫不斷升高，導致氣候反常，美國科學家打算采用前所未有的做法使地球降溫，就是把地球“推往”較涼爽的地方——離太陽遠一點，藉此化解溫室效應，以及太陽變熱而對地球造成的危害。這個狂想是由美國太空總署一班科學家提出。當中的勞克林博士說：“這是透過高度準確計算，做到借力打力，四兩撥千斤?！痹跇嬎贾?，科學家會向彗星或小行星發(fā)射火箭，小心調(diào)較它們的軌道，讓它們與地球擦身而過時，把部分引力能量傳送給地球，從而令地球速度加快，進入離太陽更遠的軌道。面對全球氣溫不斷升高，導致氣候反常，美國91第六章-全球變化與海平面變化分解課件92幾個概念幾個概念93全球海平面季節(jié)性差異全球海平面季節(jié)性差異94海平面變化的幾個因素海平面變化的幾個因素95冰川融化，海平面上升冰川融化，海平面上升96海洋尺度（器測時期）的海平面變化溫室氣體和溫室效應二氧化碳(CO2)，甲烷(CH4)，氧化亞氮(N2O)，氫氟碳化物(CFCs)等氣體對太陽的短波輻射吸收率很低，能吸收地表長波輻射，使大氣變暖，使地球表面升溫，與“溫室”作用相似，故被稱為溫室效應。若無“溫室效應”，地球表面平均溫度是－18℃，而非現(xiàn)在的15℃。海洋尺度（器測時期）的海平面變化溫室氣體和溫室效應97溫室氣體濃度變化YearCO2(ppm)CH4(ppb)N2O(ppb)CFC-11(ppb)CFC-12(ppb)1765279.00790.1285.00001900295.72974.1292.02001960316.241272.0296.620.01750.03031970324.761420.9298.820.07000.12111980337.321569.0302.620.15750.27251990353.931717.0309.680.28000.4844溫室氣體濃度變化YearCO2CH4N2OCFC-11(p98現(xiàn)今CO2的含量是42萬年來最高的現(xiàn)今CO2的含量是42萬年來最高的99燃燒礦物燃料森林大量被砍伐人口增加二氧化碳含量增加

全球氣溫升高（變暖）極地冰川融化海水因升溫膨脹全球干濕狀況變化海平面升高中緯度變干旱，農(nóng)耕區(qū)退化成草原沿海低地被淹高緯變暖，降水增加，適宜溫帶作物生長治理措施：提高能源利用率，采用新能源；植樹造林，保護植被燃燒礦物燃料森林大量被砍伐人口增加二氧化碳含量增加全球氣100全球變化與海平面變化全球變化與海平面變化101據(jù)考證，在距今約3000多年前，我國中原地區(qū)的氣候比現(xiàn)在暖和得多，那里生存著許多熱帶和亞熱帶動植物。熱帶標準動物——大象幾乎隨處可見。因此，當時的河南省稱為豫州，“豫”字形象比喻為一個人牽了一頭大象，直到現(xiàn)在，河南省仍簡稱“豫”。據(jù)考證，在距今約3000多年前，我國中原地區(qū)的氣候比現(xiàn)在暖和102第六章-全球變化與海平面變化分解課件103全球變化全球變化指在地球環(huán)境方面，自然和人為因素變化導致所有的全球問題以及相互作用。主要內(nèi)容：全球氣候變暖大氣臭氧層的損耗大氣中氧化作用的減弱生物多樣性的減少土地利用格局與環(huán)境質(zhì)量的改變?nèi)丝诘募眲≡黾尤蜃兓蜃兓冈诘厍颦h(huán)境方面，自然和人為因素變化導致所有104地質(zhì)時期（距今22億年—1萬年），曾反復出現(xiàn)過3次大冰期，氣溫呈下降趨勢；大冰期之間為間冰期，氣溫呈上升趨勢。歷史時期（1萬年左右），有時為溫暖期，有時為寒冷期。我國歷史時期的氣候大約可分為4個溫暖期，4個寒冷期。19世紀末以來，世界氣溫出現(xiàn)明顯的波動上升現(xiàn)象。全球氣候變化地質(zhì)時期（距今22億年—1萬年），曾反復出現(xiàn)過3次大冰期，氣105

第一次溫暖時期（公元前3500—前1000年）據(jù)歷史資料記載，黃河流域有象、水牛和竹等。估計當時的氣溫和降水量數(shù)值都比現(xiàn)在高，是我國歷史時期最溫暖的時代。

第一次寒冷時期（公元前1000—前850年）據(jù)歷史資料記載，漢水曾兩次結冰，緊接著又是大旱，氣候寒冷干燥。

第二次溫暖時期（公元前770—公元初）據(jù)歷史資料記載，魯國（今山東）冬天沒有冰，當時竹、梅等亞熱帶植物分布界限偏北，表明當時氣候比現(xiàn)在暖。

第二次寒冷時期（公元初—6世紀）據(jù)歷史資料記載，淮河曾結冰，從昌黎到營口的渤海海面曾三年結冰，表明氣溫下降。我國歷史時期的寒暖變化第一次溫暖時期據(jù)歷史資料記載，黃河流域有象、水牛和竹等。106第三次溫暖時期（7—9世紀）據(jù)歷史資料記載，當時的長安（今西安）無冰雪，梅和柑橘都能在關中地區(qū)生長，表明氣候轉(zhuǎn)暖。第三次寒冷時期（10—12世紀）據(jù)歷史資料記載，華北已無野生梅，太湖曾全部凍結，蘇州附近的南運河曾經(jīng)常結冰，福建的荔枝曾兩次凍死，表明當時的氣候比現(xiàn)在冷得多。第四次溫暖時期（13世紀）據(jù)歷史資料記載，杭州曾幾年無冰雪，西安等地有竹子生長，顯示氣候轉(zhuǎn)暖。第四次寒冷時期（15—19世紀）這段時間長達500年。當時北京附近的運河封凍期比現(xiàn)在長50天左右。第三次溫暖時期據(jù)歷史資料記載，當時的長安（今西安）第107溫度距平（℃）年公元1856－2003年全球地表溫度變化（相對于1961－1990年30年氣候平均）(updatedfromJonesetal.,2003)1860-2000年全球地表溫度上升0.4－0.8℃(平均0.6℃)；近百年間17個最暖年份出現(xiàn)在1983年以后。20世紀以來，1998年最暖，2002和2003年為第二和第三暖年。溫度距平（℃）年公元1856－2003年全球地表溫度變化(108近現(xiàn)代全球年平均氣溫變化曲線圖近現(xiàn)代全球年平均氣溫變化曲線圖109全球氣候變暖的影響1.導致生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)整2.海平面上升3.可能導致干旱、洪澇、暴雨等災害事件的增加。進而導致世界各國經(jīng)濟結構的變化4.對人類健康的威脅會增加全球氣候變暖的影響1.導致生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)整2.海平面上升3.可1101.導致生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)整

全球氣候變暖，將會改變植被群落的結構、組成及生物量，使森林生態(tài)系統(tǒng)的空間格局發(fā)生變化，同時也造成生物多樣性的減少。1.導致生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)整全球氣候變暖，將會改變植被群落1112.海平面上升氣候變暖的后果--

海平面上升！思考：(1)全球氣候變暖如何導致海平面上升？(2)海平面上升會帶來什么危害？2.海平面上升氣候變暖的后果--海平面上升！思考：112??！小島快淹沒了！?。⌒u113由于地球氣溫越來越高，引起海水上漲，南太平洋島國圖瓦盧部分土地被海潮淹沒，一些小珊瑚島群變得無法居住，導致居民無家可歸，大約有三分之一的圖瓦盧居民需要移民。圖瓦盧政府已向新西蘭政府發(fā)出呼吁，希望新西蘭能接納３０００名圖瓦盧居民前往定居。圖瓦盧政府發(fā)言人表示，據(jù)估計，該國的島嶼將于50年內(nèi)遭海水淹沒。目前島上許多坑洞已遭海水灌入，可居住面積越來越小。一些居民已開始遷移往美國、新西蘭等國。一項聲明中指出：“圖瓦盧的領導人承認由于抵擋不了日漸上升的海水，他們將迫不得已舍棄家園?！庇捎诘厍驓鉁卦絹碓礁?，引起海水上漲，南太平洋島114思考：舉例說明氣候變暖對經(jīng)濟結構的影響3.可能導致干旱、洪澇、暴雨等災害事件的增加。進而導致世界各國經(jīng)濟結構的變化思考：3.可能導致干旱、洪澇、暴雨等災害事件的增加。進而導致115第六章-全球變化與海平面變化分解課件116溫度升高蒸發(fā)增強干旱降水異常旱澇災害減產(chǎn)作物生長期延長熟制提高增產(chǎn)氣候變暖對于不同地區(qū)的農(nóng)業(yè)影響不同：溫度升高蒸發(fā)增強干旱降水異常旱澇災害減產(chǎn)作物生長期延長熟制提117中國氣象局局長秦大河說，氣候變暖將給我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的布局和結構帶來一定影響，氣候變暖后，我國冬小麥的安全種植北界將北移到沈陽—包頭—烏魯木齊一線。預計到2050年，氣候變暖將使三熟制的北界從長江流域北移至黃河流域；兩熟制地區(qū)將北移至目前一熟制地區(qū)的中部，一熟制地區(qū)的面積將減少23.1％。同時，我國主要作物品種的布局也將發(fā)生變化。中國氣象局局長秦大河說，氣候變暖將給我國農(nóng)業(yè)118氣候變暖還會對哪些產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生影響？滑雪場人工造雪羽絨服生產(chǎn)線氣候變暖還會對哪些產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生影響？滑雪場人工造雪羽絨服生產(chǎn)線1194.對人類健康的威脅會增加

全球氣候變暖將會威脅人類，特別是熱帶、亞熱帶國家的低收入人口的健康。4.對人類健康的威脅會增加全球氣候變暖將120氣候變暖有利于昆蟲的孳生繁衍，增加了主要通過蚊蟲傳染的疾病如瘧疾、血吸蟲病和登革熱爆發(fā)的頻率和強度。全球氣候持續(xù)變暖以及人和動物宿主的接觸不斷增加，地球上極有可能出現(xiàn)若干新傳染?。ㄈ纭胺堑洹钡膫鞑ヒ膳c氣候變化有關），往往對于人類危害嚴重。此外，氣候變暖引致的高溫熱浪強度和持續(xù)時間的增加可能導致以心臟和呼吸系統(tǒng)為主的疾病和死亡增加。一些極端的天氣異常狀況甚至會對人類心理健康產(chǎn)生不利影響，造成精神發(fā)病率的上升。氣候變暖有利于昆蟲的孳生繁衍，增加了主要通過蚊蟲傳染121大氣臭氧層的損耗臭氧層能夠阻止有害短波輻射進入地球的表面。南極南部海洋上空已經(jīng)出現(xiàn)臭氧層空洞，而且每年都在變深；北極臭氧層在寒冷季節(jié)里損耗10%；美國上空臭氧層在變薄。臭氧層的損耗主要來自于氯氟烴。大氣臭氧層的損耗臭氧層能夠阻止有害短波輻射進入地球的表面。122大氣中氧化作用的減弱在正常情況下，大氣可以通過氧化作用來清除那些干擾現(xiàn)有功能的氣體和分子。大氣中的羥基可以清除大氣中的甲烷和CO，但隨著排放量的增加，甲烷污染物沒有辦法被清除。大氣中氧化作用的減弱在正常情況下，大氣可以通過氧化作用來清除123生物多樣性的減少現(xiàn)在每天有約100個物種滅絕！不同物種以及同一物種不同基因的消失是地球上完整的生命機體的致命傷。人類對生物多樣性的損害，其恢復至少需要1億年以上。生物多樣性的減少現(xiàn)在每天有約100個物種滅絕！不同物種以及同124土地利用格局和環(huán)境質(zhì)量的改變森林面積在急劇減少，現(xiàn)在正以38.53m2/h的速度從地球的表面消失。全球沙漠化面積擴大、土地極度退化現(xiàn)象非常嚴重。全世界沙漠化速度為5-7*104km2/a，全世界每年有500km2的土地不能再生產(chǎn)糧食。全球的環(huán)境質(zhì)量急劇下降。土地利用格局和環(huán)境質(zhì)量的改變森林面積在急劇減少，現(xiàn)在正以38125海洋在全球碳循環(huán)中的作用空氣中含有二氧化碳，而且在過去很長一段時期中，含量基本上保持恒定。這是由于大氣中的二氧化碳始終處于“邊增長、邊消耗”的動態(tài)平衡狀態(tài)。這就是多年來二氧化碳占空氣成分0.03%（體積分數(shù)）始終保持不變的原因。但是近幾十年來，由于人口急劇增加，工業(yè)迅猛發(fā)展，呼吸產(chǎn)生的二氧化碳及煤炭、石油、天然氣燃燒產(chǎn)生的二氧化碳，遠遠超過了過去的水平。而另一方面，由于對森林亂砍亂伐，大量農(nóng)田建成城市和工廠，破壞了植被，減少了將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有機物的條件。再加上地表水域逐漸縮小，降水量大大降低，減少了吸收溶解二氧化碳的條件，破壞了二氧化碳生成與轉(zhuǎn)化的動態(tài)平衡，就使大氣中的二氧化碳含量逐年增加?？諝庵卸趸己康脑鲩L，就使地球氣溫發(fā)生了改變。海洋在全球變化中的作用海洋在全球碳循環(huán)中的作用空氣中含有二氧化碳，126南極冰芯二氧化碳含量的變化ppm南極冰芯二氧化碳含量的變化ppm127碳的儲存庫大氣圈：儲量最小，二氧化碳等巖石圈：儲量最大，碳酸鹽巖等

水圈生物圈：2000年的估計數(shù)據(jù),全球陸地生態(tài)系統(tǒng)碳儲量約24770億t,其中植被4660億t,土壤20110億t。森林為陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大的碳儲庫,森林植被的碳儲量約占全球植被的77%,森林土壤的碳儲量約占全球土壤的39%。碳的儲存庫大氣圈：儲量最小，二氧化碳等128碳循環(huán)碳循環(huán)129現(xiàn)階段，人類活動每年向大氣排放二氧化碳約60億噸碳，其中將近30億噸碳留在大氣中，另外30億噸碳被海洋吸收。20億噸被大洋吸收近10億噸的碳被陸架邊緣淺海區(qū)的生物體吸收全球陸架邊緣海是碳的“匯”還是“源”？海洋在全球變化中的作用海洋在全球碳循環(huán)中的作用現(xiàn)階段，人類活動每年向大氣排放二氧化碳約60億噸碳，其中將近130海洋在全球變化中的作用調(diào)節(jié)氣候的作用洋流的變化將影響全球氣候的變化厄爾尼諾現(xiàn)象：又稱厄爾尼諾海流，是太平洋赤道帶大范圍內(nèi)海洋和大氣相互作用后失去平衡而產(chǎn)生的一種氣候現(xiàn)象。正常情況下，熱帶太平洋區(qū)域的季風洋流是從美洲走向亞洲，使太平洋表面保持溫暖，給印尼周圍帶來熱帶降雨。但這種模式每3—7年被打亂一次，使風向和洋流發(fā)生逆轉(zhuǎn)，太平洋表層的熱流就轉(zhuǎn)而向東走向美洲，隨之便帶走了熱帶降雨，出現(xiàn)所謂的“厄爾尼諾現(xiàn)象”。厄爾尼諾現(xiàn)象的基本特征是太平洋沿岸的海面水溫異常升高，海水水位上漲，并形成一股暖流向南流動。它使原屬冷水域的太平洋東部水域變成暖水域，結果引起海嘯和暴風驟雨，造成一些地區(qū)干旱，另一些地區(qū)又降雨過多的異常氣候現(xiàn)象。海洋在全球變化中的作用調(diào)節(jié)氣候的作用洋流的變化將影響全球氣候131海洋在全球變化中的作用海面升降19世紀末以來，全球溫度不斷升高，1860年以來由全球升溫引起的海面上升量為15-25cm，預計在2100年，全球平均氣溫將上升1-3.5℃，由于海洋熱膨脹和冰川、極冰區(qū)的融化，全球海平面上升將達到15-95cm。海洋在全球變化中的作用海面升降19世紀末以來，全球溫132海平面的概念驗潮站的資料顯示現(xiàn)代海水表面的高度瞬息變化；海平面只是某一時間內(nèi)的平均海平面。地球表面同一時間內(nèi)不同地方的海面是不等高的。測量學上把某些地方某一時間內(nèi)海水面的平均高度作為高程起算點；地球物理上平均海平面被近似地作為地球表面的作用等勢面，即大地水準面。現(xiàn)代海平面即海拔高度的起點，由驗潮站以每小時的潮位記錄，長期平均值得來，作為測量地區(qū)高程系統(tǒng)的基準面。我國1956年規(guī)定青島平均海面作為全國統(tǒng)一的高程起算面，即黃海基準面。海平面的概念驗潮站的資料顯示現(xiàn)代海水表面的高度瞬息變化；海平133

“海平面”的全稱叫平均海平面。原意在相當長的時間內(nèi)，海水表面的平均高程是靜止不動的，可用它作為大地測量高程的零點。平均海平面的“高程”，是驗潮儀自動記錄并求平均值計算出來的。事實上，由于各國各地驗潮站觀測時限及觀測方法技術的不同，所以產(chǎn)生的平均海平面高程，普遍存在一定的差異。海平面的內(nèi)涵

“海平面”的全稱叫平均海平面。原意在相當長的時間內(nèi)，海134

如1963年多佛爾海峽兩岸大地水準網(wǎng)聯(lián)測，發(fā)現(xiàn)設在紐林的英國國家高程基準，比設在馬賽的法國國家高程基準竟低了20cm。

水文學上的平均海平面(MSL)是據(jù)30天內(nèi)每小時讀數(shù)推算，精確定義要求有18.6年的讀數(shù)。

如1963年多佛爾海峽兩岸大地水準網(wǎng)聯(lián)測，發(fā)現(xiàn)設在紐林135平均海平面的綜合指示意義：其一在于它是洋盆容積與海洋水量的函數(shù)。海洋水量從屬全球性的水文循環(huán)及其變化。洋盆容積從屬于全球性的與區(qū)域性構造運動及其發(fā)展變化；

其二在于海洋平面是地球表層系統(tǒng)中，大氣與海洋水之間物質(zhì)與能量交換的界面與基面，陸地地貌發(fā)育的基面；

其三在于它是地球形狀的顯示，與平均海平面重合并伸展到大陸以下的水準面稱大地水準面，它接近于一個旋轉(zhuǎn)橢球體。

海平面的內(nèi)涵平均海平面的綜合指示意義：136海平面變化的原因海洋水體積的變化洋盆容積的變化海水物理性質(zhì)的變化海水鹽度的變化天文因素效應地球物理因素的變化人類活動的影響海平面變化的原因137海洋水體積的變化

地球表面水量98％在海洋中，2%在陸地。冰期時，大量陸地冰川造成海洋水的大量損失。導致海面下降，而間冰期，海面便上升?；芈曁綔y方法確定的現(xiàn)代南極大陸冰川體積為（23-30.4）×106km3，如果全部融化會使全世界海洋水層增厚60-75m。格陵蘭冰蓋全部融化，將使海洋水層增厚6-11m。現(xiàn)代全球冰川總共可造成65-80m的海洋水層增厚，即海面上升。

海盆的干涸也能使海平面升降。在地質(zhì)歷史上，晚中新世期間，地中海曾與世界海洋隔絕，發(fā)育了大量蒸發(fā)鹽巖（石膏與巖鹽）而干涸。地中海占世界大洋體積的0.28%，這些海水加入到大洋，將會使大洋海面上升10-15cm。海洋水體積的變化138洋盆容積的變化

當海底擴張速度快時，離開洋中脊的海底沒有足夠的時間冷卻下沉，使洋盆底較高，海面將上升發(fā)生海侵。相反，當海底擴張速度緩慢時，海底有更多的時間冷卻，海底比正常情況下降深，因而使海面下降發(fā)生海退。海洋中，現(xiàn)有的洋中脊長65000km，其中2/3分布于北冰洋、大西洋和印度洋，它的體積為95.41×106km3，在它發(fā)育的18000萬年以來使海面上升了265m，平均每千年上升1.5cm。

大陸地殼的收縮使洋盆空間擴大，也會影響海面變化。喜馬拉雅山隆起之前，印度大陸和歐亞大陸間是一片廣闊淺海，隨著印度板塊與歐亞大陸發(fā)生碰撞使陸地減少了4×106km3，使海面下降10m，這期間，海面下降速率為0.22cm／ka。洋盆容積的變化139海水物理性質(zhì)的變化

當海水溫度上升時，海水受熱膨脹將引起海而上升，當水溫下降，海水冷縮將造成海面下降。一般認為，全球海水溫度升高1℃，海面大約可升高0.6m，白堊紀在高緯度區(qū)為暖水動物群，表明在南緯50o，無論是海面或海底，早第三紀的溫度都比現(xiàn)在高，假如全部海水溫度高10℃，則海面要高10m。根據(jù)最近世界潮位站資料分析表明，在過去100m年內(nèi)，海面上升了約12cm，這一上升可能是全球溫室效應氣溫上升造成的。海水物理性質(zhì)的變化140海水鹽度的變化

海水鹽度變化可引起海水體積變化以至海面高程變化：

海水體積＝（純）水體積+總的鹽當量×視當量體積

如果海水鹽度從35‰減少到25‰，將導致海面下降7.6m，根據(jù)南大西洋情況，在過去2000萬年內(nèi)，海水由于溫度降低，鹽度減少，導致海面下降了5.3m，速率為0.027cm／ka。海水鹽度的變化141天文因素效應

地球自轉(zhuǎn)速度加快會引起海水向赤道運動，形成赤道海面上升，旋轉(zhuǎn)速度變慢則引起海水向極地流動，形成兩極海面升高，地球轉(zhuǎn)速變化還會影響地轉(zhuǎn)偏向力，從而造成海流轉(zhuǎn)向時海面傾斜。如在灣流通過區(qū)，海面傾斜量可達59cm。理論上，地極滑動1°，將會引起部分海區(qū)海面相對陸地升高或降低373m多，以沿地極移動的子午圈和緯度45°海域，海面變化最為顯著。

地軸傾角的變化，表現(xiàn)為黃、赤道交角的變化，黃、赤道交角的變化范圍為21°39′到24°36′，變化幅度達3°，變化周期為4萬年。地軸傾角的變化將引起氣候變化，從而影響海面變化。天文因素效應142地球物理因素的變化

冰川均衡作用可使海面發(fā)生變化。冰期時，陸地冰川負荷加大，引起地表沉陷；冰蓋融化解除重壓，導致地殼均衡回跳上升。如北歐斯堪德納維亞半島和北美哈德遜灣周圍原是第四紀大陸冰蓋中心，未次冰期以來冰蓋消融引起地殼均衡回跳，沿岸存在大量古海岸線遺跡。其次海水負荷量的增大、沉積物負荷量的增大都會因均衡作用引起海面的變化。

大氣壓力變化也影響海面升降。在穩(wěn)定條件下，海面大氣壓每增加1.005mbar,海面將下降1cm，反之，海面大氣壓減小，海面將上升。

地球重力變化也影響海面升降。每毫伽變化使海面形變約3.3m，地殼水準面形變1.7m，總變化值達5m。地球物理因素的變化143人類活動的影響

人類社會經(jīng)濟活動也可影響局部區(qū)域海面變化。如沿海城市人口多，生產(chǎn)發(fā)展使地下水處于過量開采、引起地面沉降，海面相對上升，如我國上海、天津，日本東京和美國紐約都存在類似問題。有人認為，近幾十年來，大量修筑水庫，減少入海河水流量，是近來世界海面上升速度低于理論計算值的原因之一。

人類活動的影響144第六章-全球變化與海平面變化分解課件145確定海平面變動的依據(jù)

海平面變動曲線是研究海平面變動的典型成果，其中包含了高程、時間兩個主要內(nèi)容。

（一）確定海平面的高程的依據(jù)

1.前第四紀海平面高程的確定

（1）沉積物法。①當陸相地層之間夾有大面積的海相地層時，表明海平面經(jīng)歷了上升與下降的過程。②淺海珊瑚礁剖面中，若出現(xiàn)間斷面，并下伏白云巖化粒泥石灰?guī)r層（鈣含量較低，鎂、鍶、有機質(zhì)含量較高），表明海平面一度下降，使礁體露出水面（張明書等，1989）。確定海平面變動的依據(jù)146

（2）古生物法。海相化石的某些生物種，有一定水深范圍；當確定其為原地堆積時，可推斷當時海平面高程。在地層垂向?qū)有蛏蠝\海底棲有孔蟲與浮游有孔蟲比例的時間變化，可以反映海平面的升降。

（3）地震地層學法。利用地震剖面分析海平面相對變動時，需要依靠海相層序的幾何圖形，以及對上超（Onlap）、頂超（Toplap）等的沉積層序邊界的識別。上超是海平面相對上升的反映，海平面上升幅度約等于海岸加積厚度，但要減去沉降引起的增厚。頂超是海平面相對靜止的反映。削蝕（Erosionaltruncation）是海平面相對下降的反映。海岸沉積物上超向海洋方向轉(zhuǎn)移到海相沉積的上覆層序，高程降低。（2）古生物法。海相化石的某些生物種，有一定水深范圍1472.第四紀海平面高程的確定

第四紀及新第三紀海平面高程的確定，除了上述方法外，還可以用地貌法、考古法等。

（1）地貌法。①海蝕階地和海蝕槽穴。海蝕階地面是古海蝕平臺（波切臺）。形成階地表示平均海平面下降了。平臺與崖的相交處發(fā)育海蝕槽穴，以高潮位的槽穴發(fā)育最好。②沉溺階地。它的存在表示海平面上升了。在日本津輕海峽西口海底，從水深30-140m，有13級平坦面（湊正雄，1981）。③海底平頂山。其頂面是洋殼擴張過程中沉溺的波切臺。④沉溺谷。大陸架上的沉溺谷是海平面上升的標志，遺跡間斷處為古河口，表示古海平面停留位置。⑤埋藏階地。它是海平面下降過程中陸地營力擴展的記錄。日本北海道函館地區(qū)有七級埋藏階地（松下，1970）。⑥古礁坪。當在水下發(fā)現(xiàn)古礁坪，表示海平面上升，水深為上升幅度；古礁坪出現(xiàn)在岸上則表示海平面下降，高程為下降幅度。2.第四紀海平面高程的確定148

（2）考古法。第四紀晚期的海平面變動可以用考古法研究。在中國、埃及等文明古國，有豐富的考古遺跡和浩瀚的典籍，其中有不少海平面變化的可靠記錄。翟乾祥等（1986）據(jù)歷史文獻和考古資料論證了500