19、黄土-古土壤记录如何反映过去的全球变化?
答: 当风尘堆积作用大于成土作用时形成黄土层;反之,形成古土壤层。黄土沉淀与寒冷的冰期相对应,古土壤则对应于相对温暖的间冰期。作为一种以风尘组分为主的 堆积,我国境内的黄土堆积主要与冬季风环流的搬运密切相关。粒度是用来反映黄土粗细程度的指标,粒度的大小差别反映了风力搬运强度的差别。另外黄土—古土壤序列中可提取磁化率指标。磁化率值的变化与气候变化尤其是降水量的变化有一定的关系。黄土—古土壤序列中磁化率的变化被作为夏季风变化的指标,黄土层和古土壤层之间磁化率的差别反映了夏季风强度的差别。
第六章 遥感与地理信息系统在全球变化研究中的应用
20、简述遥感在全球变化中的应用
答: 遥感作为对地观测综合技术,是获取地球数据及其变化信息的重要技术手段。运用遥感数据,通过遥感图像解译、专题提取、空间建模与制图,能够帮助科学家理解 和预测地球系统的外部变量及其时空过程,包括大气环流过程、地表水文过程、生物地球化学过程、地球物理过程等。现代遥感技术具有周期短、时空分辨率高、覆 盖面积大、获取数据便捷等特点,具备全球观测能力,是全球变化研究中重要的、无可替代的技术手段。
21、简述地理信息系统在全球变化中的应用
答:GIS是数据存储、信息管理、空间分析、地理建模、可视化表达、专题制图以及决策支持的技术平台,其主要技术包括电子地图、空间数据库、空间分析模型、DEM等内容。在全球变化研究中,依托各种尺度的对地观测数据,地理信息系统可以发挥三个方面的作用:一是自然模拟;二是人地关系研究;三是预测预报,以推动全球变化研究和地球信息科学的发展。
第七章 全球变化的综合研究方法
22、什么是影响评估?脆弱性评估?全球环境变化的脆弱性?
答:影响评估是选择一个特别关注的环境胁迫因子(如气候变化),并试图辨识其对各种社会或生态系统属性的最重要的影响。
脆弱性评估则会选择一个特别关注的群体或单元(如没有土地的农民、北方森林生态系统、海岸群落等),并试图确定该单元在面对各种胁迫时出现特定不利结果的风险,同时辨识出那些可能会降低对风险的响应能力和适应性的各种因子。
全球环境变化的脆弱性可以表述为受体或暴露单元(人群、生态系统和群落)在面对气候、其他环境变量和社会环境的有关变化时产生不利结果的风险。脆弱性正日益表现为一个多维概念——至少包括暴露性、敏感性和可恢复性。暴露性指人群或生态系统同特定胁迫的接触程度;敏感性指暴露单元受暴露胁迫的影响程度;可恢复性指暴露单元在受多重胁迫联合作用损害时的抵抗力和恢复力。
第三篇 以自然为主的环境演变
第八章 自然环境突变事件
23、什么是D-O旋回?
答:末次冰期期间包含多次短期变暖的间冰期气候条件时期,在约120ka以来形成一系列高频率的气候波动。这一系列的快速气候波动即D-O旋回。
24、什么是Heinrich事件?%%%%%%重要!!!!!!~~
答:地质学家哈特穆特·亨里奇发现北大西洋末次冰期的沉积物中,普遍存在6次大的冰漂碎屑含量高,而有孔虫含量较低的层位,相应的这些层位形成时海洋表面温度和盐度下降、劳伦泰冰盖东部边界产生大量冰山流,反映了6次较大的冰山崩塌融化过程,因此这6次事件被命名为Heinrich事件。
25、什么是新仙女木事件(Younger Dryas,YD)?
答:13kaB.P.前后出现了升温幅度高达4℃的以上的突然增暖,此后约2ka有持续的冷暖振荡,至约11kaB.P.后的数百年内温度突然下降6℃,气候环境再次回到了冰期状态。此次强变冷事件被称为新仙女木事件。
第九章 全球冰雪圈变化
26、为什么说冰冻圈变动是全球变化的结果又是全球变化的驱动力?
答:冰冻圈是全球变化的驱动力表现在:
(1)冰雪覆盖与气温。冰雪覆盖是大气的冷源,它不仅使冰雪覆盖地区的气温降低,而且通过大气环流的作用,可使远方的气温下降。其制冷机制如下:冰雪表面对太阳辐射的反射率较大,导致地表损失大量的短波辐射;地面对长波辐射多为灰体,而雪盖则几乎与黑体相似,其长波辐射能力很强,这就使得雪盖表面由于反射率加大而产生的净辐射亏损进一步加大,增强反射率造成的正反馈作用,使雪面更冷。冰雪对太阳辐射的透射率和导热率都很小,使得冰雪表面与大气间的能量交换能力很微弱。当冰雪厚度达到50cm时,地表与大气之间的热量交换基本上被切断。
(2)冰雪覆盖使气温降低,在冰雪未完全融化之前,附近下垫面的气温都不可能显著高于冰点温度。因此冰雪在一定程度上起了使寒冷气候在春夏继续维持稳定的作用。作为冷源,它又影响大气环流和降水。
(3) 冰雪覆盖面积和厚度的变化还影响海平面的高低。在寒冷时期,降雪多而融化少,这样大陆就把水分以冰雪的形式留在大陆上,不能通过河川径流等水分外循环形式 如数还给海洋,导致海洋支出的水分多,收入的水分少,海水就会变少,海平面就会下降。相反,在温暖时期,大陆上的积雪就会融化,这时海洋收入的水分多于支 出的水分,引起海水增多和海平面上升。
27、冰川冰中的气泡有何意义?为什么?
答:冰川冰中的气泡中的微尘以及气泡中封存的古代的“大气化石”是研究古环境的非常宝贵的资料。例如,深埋在南极和格陵兰冰层里的古老气泡的化学分析告诉我们,过去几十万以来地球大气中CO2、CH4等温室气体的含量是不断在变化的。
第十章 全球海面变化
28、什么是平均海面?大地水准面?相对海面变化?绝对海面变化?
答:平均海面是某一统计时段内特定区域海面的平均位置,它是一个假想的平面,是大地测量的基准面。平均海面是度量海面变化的基础。
海平面实际上是相当复杂的一个面,外形也是高低不平的,全球海面的最大高差可达200m。这个受地球重力场控制的三维起伏表面被称作“大地水准面”,它的外观形态非常接近于一个“旋转椭球面”。大地水准面是地球重力场的等位面,因此海面的“地形起伏”本质上是受重力控制的。
海 面变化指的是海面的垂直升降。度量这一升降量有两种坐标系,一种是大地高程坐标系,是以设立在陆地上的标尺(验潮站的标尺)来测量海洋水位的升降,所测得 的是海洋相对于地面的升降变化,称之为相对海面变化。另一种是地心坐标系,在地心坐标系中可以度量海面与地心之间距离的变化,这种变化称之为绝对海面变 化。
29、简述海面变化的基本机制
答:绝对海面变化的基本机制可分为三大类型——海 水体积变化、洋盆容积变化和大地水准面变化。其中海水体积变化包括海洋水量的变化和水量不变的情况下海水温度变化引起的热膨胀等而引起的水位变化。前两种 机制引起的海面变化是全球一致的,而大地水准面变化机制(如地球自转速度变化等)所引起的海面变化则属于全球不一致的海面变化。在对未来全球变暖可能造成 的海面上升幅度的预测研究中,全球冰雪消融是首先要考虑的机制,而海洋表层海水的热膨胀则是排在第二位的重要因素。
对相对海面变化机制的考虑需要在绝对海面变化机制基础上,再加上海岸地带的各种地面升降运动机制。其中除了较长时间尺度的地壳运动机制以外,还包括多种涉及基岩以上松散沉积层变化和多种人类活动等较短时间尺度的原因机制。
30、海平面变化趋势预测的意义和依据
答:可以肯定在104~102a量级甚至10a量级的时间尺度上,海面变化与气候变化都是高度相关的。全球平均气温上升则全球海面随之上升,气温降低则海面随之降低。因此,未来全世界海面上升使人口和经济高度密集的世界沿海地区遭受严重影响将是人类在21世纪可能遭遇的重大挑战之一。基于这种认识,在关心温室效应和气候变暖问题的同时,未来海平面上升趋势的预测具有重要意义。
依据:冰雪消融和海洋热膨胀是导致近百年和未来海面上升的两个基本因素。大地水准面变化因素会影响洋面的形状,因而在地区性的相对海面变化趋势预测中有重要意义。在进行地区性相对海面变化预测时还必须充分考虑多种机制引起的地区性地面升降因素。
31、未来海面上升有哪些影响?
答:(1)海岸湿地与低地的淹没。海岸湿地分布在高潮位与平均海平面之间,当海面上升速率大于湿地堆积速率时,将导致湿地的损失。
(2)海岸侵蚀加剧。海面上升不仅直接导致土地淹没,还可以通过侵蚀作用引起陆地损失。
(3)风暴潮灾加剧。风暴潮是海岸带的主要灾害。风暴潮增水使潮位抬高,波浪能量增强,破坏海堤造成重大损失。
(4)洪涝灾害加剧。海面上升使感潮河道的高低潮位相应抬高,潮流顶托作用加强,致使低洼地向外排水的能力下降,加剧洪涝灾害。
(5)盐水入侵。海面上升可增大河口盐水向上游入侵的距离,同样也会使地下水的咸淡水界面向陆地方向移动。
研究未来海面上升影响的根本目的是准备预先采取措施,减少海面上升可能造成的经济损失。
32、方案预测的概念有何科学意义和实际意义?
答:海面预测研究存在很大的不确定性,但是在存在很大的不确定性的情况下进行预测,显然不能用常规预测预报的思路。21世纪气候-海 面变化预测所采用的是一种“方案预测”的概念。方案预测又可称为“情景预演”,它需要对一系列难以精估其变化趋势的不确定性因素制定若干种假定方案,以便 大致框定它们的可能变化范围,然后再采用建立在“有限确定性”基础之上的各种预测模型,具体描绘出每一种假定方案下未来变化的可能情景。
33、为什么说海面上升是一种现实灾害?
答: 海面上升灾害是海面与陆地地面和陆地水位相对位置的灾害性变化。海面与陆地地面和水位之间的正常关系应该是海面低于地面和陆地地表水位。海面与陆地地面相 对位置的灾害性变化可引起海岸线向陆地推进,使海滨地带丧失大片土地。海面与陆地水位相对位置的灾害性变化可引起地表水或地下水咸水/淡水界面向陆地推进,使沿海地区丧失宝贵的淡水资源。
第十一章 ENSO与温盐环流
34、什么是沿岸涌升?
答: 地球自转以及由陆地吹向海洋的盛行风,吹动沿岸的海水远离陆地,向着开阔的海洋移动,结果使大量深层冷的海水上升补充到表层,该过程被称为“沿岸涌升”。 沿岸附近深层海流的涌升现象,通常发生在南北半球大陆的西岸(唯一的例外是,非洲东北索马里海岸也存在海水涌升现象)。沿岸涌升从深层带上来的冷水,不利 于其上空的大气产生降水,所以沿岸涌升区域附近的海岸地带一般多沙漠。海洋中存在涌升现象的地方,也是生物资源最为丰富的地区。
35、厄尔尼诺现象和厄尔尼诺事件?
答:厄尔尼诺现象是指在厄瓜多尔和秘鲁以西水平尺度为几千公里的赤道东太平洋海水温度异常增暖的特殊现象。
厄尔尼诺事件是指为了区别正常年份的厄尔尼诺现象,科学家们把每隔若干年(没有固定周期)厄尔尼诺现象急剧发展,海表水体增暖现象遍及整个中、东太平洋海域,从西经160°到南美沿岸地区赤道南、北纬4°之间表面水温正距平至少持续三个季以上,且至少有一个季以上距平值超过0.5℃,同时南方涛动指数(SOI)在此期间必须保持为负值,且小于-1.0,并往往酿成全球灾难性气候变化的现象,叫做厄尔尼诺事件。