第八章 气候变化和人类活动对气候的影响

第八章第八章气候变化和人类活动对气候的影响气候变化和人类活动对气候的影响 第一节第一节气候变化的史实气候变化的史实 地球上各种自然现象都在不断地变化之中，地球上各种自然现象都在不断地变化之中，气候也不例外。根据观测事实，地球上的气候气候也不例外。根据观测事实，地球上的气候一直不停地呈波浪式发展，冷暖干湿相互交替，一直不停地呈波浪式发展，冷暖干湿相互交替，变化的周期长短不一。前两章所论述的现代气变化的周期长短不一。前两章所论述的现代气候是地球气候变化长河中的一个发展阶段。研候是地球气候变化长河中的一个发展阶段。研究地球气候变化的历史，弄清现代气候变化的究地球气候变化的历史，弄清现代气候变化的趋势，这一方面具有重大的理论意义，另一方趋势，这一方面具有重大的理论意义，另一方面更为我们按照气候演变规律，采取适当措施面更为我们按照气候演变规律，采取适当措施及早预防和抗御异常气候灾害，合理地利用气及早预防和抗御异常气候灾害，合理地利用气候资源，改造气候条件提供科学依据，其实用候资源，改造气候条件提供科学依据，其实用价值愈来愈明确。价值愈来愈明确。本章着重论述：气候变化的历史事实，探本章着重论述：气候变化的历史事实，探讨导致气候变化的因素和人类活动对气候变化讨导致气候变化的因素和人类活动对气候变化的影响。的影响。一、气候变化的史实一、气候变化的史实 地地球球形形成成为为行行星星的的时时间间尺尺度度约约为为505505亿亿年年。据据地地质质沉沉积积层层的的推推断断，约约在在2020亿亿年年前前地地球球上上就就有有大大气气圈圈和和水水圈圈。地地球球气气候候史史的的上上限限，可可追追溯溯到到202202亿年。据地质考古资料、历史文献记载亿年。据地质考古资料、历史文献记载 和和气气候候观观测测记记录录分分析析，世世界界上上的的气气候候都都经经历历着着长长度度为为几几十十年年到到几几亿亿年年为为周周期期的的气气候候变变化化。现现在为科学界所公认的有：在为科学界所公认的有：大大冰冰期期与与大大间间冰冰期期气气候候：时时间间尺尺度度约约为为几几百万年到几万万年。百万年到几万万年。亚亚冰冰期期气气候候与与亚亚间间冰冰期期气气候候：时时间间尺尺度度约约为几十万年。为几十万年。副副冰冰期期与与副副间间冰冰期期气气候候：时时间间尺尺度度约约为为几几万年。万年。寒寒冷冷期期（或或小小冰冰期期）与与温温暖暖期期（或或小小间间冰冰期）气候：时间尺度约为几百年到几千年。期）气候：时间尺度约为几百年到几千年。世世纪纪及及世世纪纪内内的的气气候候变变动动：时时间间尺尺度度为为几几年到几十年。年到几十年。从从时时间间尺尺度度和和研研究究方方法法来来看看，地地球球气气候候变变化化史史可可分分为为三三个个阶阶段段：地地质质时时期期的的气气候候变变化化、历历史史时时期期的的气气候候变变化化和和近近代代气气候候变变化化。地地质质时时期期气气候候变变化化时时间间跨跨度度最最大大，从从距距今今22亿亿1万万年年，其其最最大大特特点点是是冰冰期期与与间间冰冰期期交交替替出出现现。历历史史时时期期气气候候一一般般指指1万万年年左左右右以以来来的的气气候候。近近代代气气候候是是指指最最近近一一、二二百百年年有有气气象象观观测测记记录录时时期期的的气气候。候。二、地质时期的气候变化二、地质时期的气候变化 地地球球古古气气候候史史的的时时间间划划分分，采采用用地地质质年年代代表表示示（表表8181）。在在漫漫长长的的古古气气候候变变迁迁过过程程中中，反反复复经经历历过过几几次次大大冰冰期期气气候候。在在表表8181中中列列出出三三次次大大冰冰期期，即即震震旦旦纪纪大大冰冰期期、石石炭炭二二迭迭纪纪大大冰冰期期和和第第四四纪纪大大冰冰期期（图图8181）。这这三三个个大大冰冰期期都都具具有有全全球球性性的的意意义义，发发生生的的时时间间也也比比较较确确定定。震震旦旦纪纪以以前前，还还有有过过大大冰冰期期的的反反复复出出现现，其其出出现现时时间间目目前前尚尚有有不不同同意意见见。在在大大冰冰期期之之间间是比较温暖的大间冰期。是比较温暖的大间冰期。1.1.震旦纪大冰期气候震旦纪大冰期气候 震旦纪大冰期发生在距今约震旦纪大冰期发生在距今约6 6亿年前。根亿年前。根据古地质研究，在亚、欧、非、北美和澳大利据古地质研究，在亚、欧、非、北美和澳大利亚的大部分地区中，都发现了冰碛层，说明这亚的大部分地区中，都发现了冰碛层，说明这些地方曾经发生过具有世界规模的大冰川气候。些地方曾经发生过具有世界规模的大冰川气候。在我国长江中下游广大地区都有震旦纪冰碛层，在我国长江中下游广大地区都有震旦纪冰碛层，表示这里曾经历过寒冷的大冰期气候。而在目表示这里曾经历过寒冷的大冰期气候。而在目前黄河以北地区震旦纪地层中分布有石膏层和前黄河以北地区震旦纪地层中分布有石膏层和龟裂纹现象，说明那里当时曾是温暖而干燥的龟裂纹现象，说明那里当时曾是温暖而干燥的气候。气候。2.2.寒武纪寒武纪石炭纪大间冰期气候石炭纪大间冰期气候 寒武纪寒武纪石炭纪大间冰期发生在距今约石炭纪大间冰期发生在距今约3636亿年前。这里包括寒武纪、奥陶纪、志留亿年前。这里包括寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪和石炭纪五个地质时期，共经历纪、泥盆纪和石炭纪五个地质时期，共经历3.33.3亿年，都属于大间冰期气候。当时整个世界气亿年，都属于大间冰期气候。当时整个世界气候都比较温暖，特别是石炭纪是古气候中典型候都比较温暖，特别是石炭纪是古气候中典型的温和湿润气候。当时森林面积极广，最后形的温和湿润气候。当时森林面积极广，最后形成大规模的煤层，树木缺少年轮，说明当时树成大规模的煤层，树木缺少年轮，说明当时树木终年都能均匀生长，具有海洋性气候特征，木终年都能均匀生长，具有海洋性气候特征，没有明显季节区别。在我国石炭纪时期，全国没有明显季节区别。在我国石炭纪时期，全国都处于热带气候条件下，到了石炭纪后期出现都处于热带气候条件下，到了石炭纪后期出现三个气候带，自北而南分布着湿润气候带、干三个气候带，自北而南分布着湿润气候带、干燥带和热带。燥带和热带。3.3.石炭石炭二迭纪大冰期二迭纪大冰期 石炭石炭二迭纪大冰期发生在距今二迭纪大冰期发生在距今2323亿年。亿年。从所发现的冰川迹象表明，受到这次冰期气候从所发现的冰川迹象表明，受到这次冰期气候影响的主要是南半球。在北半球除印度外，目影响的主要是南半球。在北半球除印度外，目前还未找到可靠的冰川遗迹。这时我国仍具有前还未找到可靠的冰川遗迹。这时我国仍具有温暖湿润气候带、干燥带和炎热潮湿气候带。温暖湿润气候带、干燥带和炎热潮湿气候带。4.4.三迭纪三迭纪第三纪大间冰期气候第三纪大间冰期气候 三迭纪三迭纪第三纪大间冰期发生在距今约第三纪大间冰期发生在距今约2亿到亿到200万年前，包括整个中生代的三迭纪、侏万年前，包括整个中生代的三迭纪、侏罗纪、白垩纪，都是温暖的气候。到新生代的罗纪、白垩纪，都是温暖的气候。到新生代的第三纪时，世界气候更趋暖化，共计约为第三纪时，世界气候更趋暖化，共计约为2.2亿亿 年。年。在我国三迭在我国三迭纪的气候特征是西部和西北部的气候特征是西部和西北部普遍普遍为干燥气候。到侏干燥气候。到侏罗纪，我国地，我国地层普遍分普遍分布着煤、粘土和耐火粘土等，由此可以布着煤、粘土和耐火粘土等，由此可以认为我我国当国当时普遍在湿普遍在湿热气候控制下。侏气候控制下。侏罗纪后期到后期到白垩白垩纪是干燥气候是干燥气候发展的展的时期，当期，当时我国曾出我国曾出现一条明一条明显的干燥气候的干燥气候带。西起新疆。西起新疆经天山、天山、甘甘肃，向南伸至大渡河下游到江西南部都有干，向南伸至大渡河下游到江西南部都有干燥气候下的石膏燥气候下的石膏层发育。到了新生代的早第三育。到了新生代的早第三纪，世界气候更普遍，世界气候更普遍变暖，格陵暖，格陵兰具有温具有温带树种，我国当种，我国当时的沉的沉积物大多物大多带有有红色，色，说明我明我国当国当时的气候比的气候比较炎炎热。晚第三。晚第三纪时，东亚大大陆东部气候部气候趋于湿于湿润。晚第三。晚第三纪末期世界气温末期世界气温 普遍下降。喜普遍下降。喜热植物逐植物逐渐南退。南退。5.5.第四纪大冰期气候第四纪大冰期气候 第四纪大冰期约从距今第四纪大冰期约从距今200200万年前开始直万年前开始直到现在。当冰期最盛时在北半球有三个主要大到现在。当冰期最盛时在北半球有三个主要大陆冰川中心，即斯堪的那维亚冰川中心：冰川陆冰川中心，即斯堪的那维亚冰川中心：冰川曾向低纬伸展到曾向低纬伸展到5151N N左右；北美冰川中心：冰左右；北美冰川中心：冰流曾向低纬伸展到流曾向低纬伸展到3838N N左右；西伯利亚冰川中左右；西伯利亚冰川中心：冰层分布于北极圈附近心：冰层分布于北极圈附近60706070N N之间，之间，有时可能伸展到有时可能伸展到5050N N的贝加尔湖附近。估计当的贝加尔湖附近。估计当时陆地有时陆地有2424的面积为冰所覆盖，还有的面积为冰所覆盖，还有2020的的面积为永冻土，这是冰川最盛时的情况。在这面积为永冻土，这是冰川最盛时的情况。在这次大冰期中，气候变动很大，冰川有多次进退。次大冰期中，气候变动很大，冰川有多次进退。根据对欧洲阿尔卑斯山区第四纪山岳冰川的研根据对欧洲阿尔卑斯山区第四纪山岳冰川的研究，确定第四纪大冰期中有究，确定第四纪大冰期中有5 5个亚冰期。在中国个亚冰期。在中国也发现不少第四纪冰川遗迹，定出也发现不少第四纪冰川遗迹，定出4 4次亚冰期次亚冰期（表（表8282）。在亚冰期内，平均气温约比现代。在亚冰期内，平均气温约比现代低低812812。在两个亚冰期之间的亚间冰期内，。在两个亚冰期之间的亚间冰期内，气温比现代高。北极约比现代高气温比现代高。北极约比现代高1010以上，低以上，低纬地区约比现代高纬地区约比现代高5.55.5左右。覆盖在中纬度的左右。覆盖在中纬度的冰盖消失，甚至极地冰盖整个消失。在每个亚冰盖消失，甚至极地冰盖整个消失。在每个亚冰期之中，气候也有波动，例如在大理亚冰期冰期之中，气候也有波动，例如在大理亚冰期中就至少有中就至少有5 5次冷期（或称副冰期），而其间为次冷期（或称副冰期），而其间为相对温暖时期（或称副间冰期）。每个相对温相对温暖时期（或称副间冰期）。每个相对温暖时期一般维持暖时期一般维持1 1万年左右。目前正处于一个万年左右。目前正处于一个 相对温暖的后期。相对温暖的后期。据研究，在距今据研究，在距今1.81.8万年前为第四纪冰川万年前为第四纪冰川最盛时期，一直到最盛时期，一直到1.651.65万年前，冰川开始融化，万年前，冰川开始融化，大约在大约在1 1万年前大理亚冰期（相当于欧洲武木亚万年前大理亚冰期（相当于欧洲武木亚冰期）消退，北半球各大陆的气候带分布和气冰期）消退，北半球各大陆的气候带分布和气候条件基本上形成为现代气候的特点。候条件基本上形成为现代气候的特点。二、历史时期的气候变化二、历史时期的气候变化 自自第第四四纪纪更更新新世世晚晚期期，约约距距今今1 1万万年年左左右右的的时时期期开开始始，全全球球进进入入冰冰后后期期。挪挪威威的的冰冰川川学学家家曾曾作作出出冰冰后后期期的的近近1 1万万年年来来挪挪威威的的雪雪线线升升降降图图（图图8282）。从从图图上上看看来来近近1 1万万年年雪雪线线升升降降幅幅度度并并不不小小，它它表表明明这这期期间间世世界界气气候候有有两两次次大大的的波波动动：一一次次是是公公元元前前5 5 000000年年到到公公元元前前15001500年年的的最最适适气气候候期期，当当时时气气温温比比现现在在高高 3434（雪雪线线升升高高表表示示温温度度上上升升）；一一次次是是1515世世纪纪以以来来的的寒寒冷冷气气候候（雪雪线线降降低低表表示示温温度度下下降降），其其中中1550185015501850年年为为冰冰后后期期以以来来最最寒寒冷冷的的阶阶段段，称称小小冰冰河河期期，当当时时气气温温比比现现在在低低1212。中中国国近近50005000 年年来来的的气气温温变变化化（虚虚线线）大大体体上上与与近近50005000年年来来挪挪威威雪雪线线的的变变化化相相似似，图图8282中中两两条条曲曲线线变变化化趋势大体一致。趋势大体一致。根据对历史文献记载和考古发掘等有关资根据对历史文献记载和考古发掘等有关资料的分析，可以将料的分析，可以将50005000年来我国的气候划分为年来我国的气候划分为4 4个温暖时期和个温暖时期和4 4个寒冷时期，如个寒冷时期，如表表8383所示。所示。综上所述可见在近综上所述可见在近50005000年的最初年的最初20002000年中，年中，大部分时间的年平均温度比现在高大部分时间的年平均温度比现在高22左右，是左右，是最适气候期。从公元前最适气候期。从公元前10001000年的周朝初期以后，年的周朝初期以后，气候有一系列的冷暖变动。其分期的特征是：气候有一系列的冷暖变动。其分期的特征是：温暖期愈来愈短，温暖的程度愈来愈低。从生温暖期愈来愈短，温暖的程度愈来愈低。从生物分布可以看出这一趋势。例如，在第一个温物分布可以看出这一趋势。例如，在第一个温暖时期，我国黄河流域发现有象；在第二个温暖时期，我国黄河流域发现有象；在第二个温暖时期象群栖息北限就移到淮河流域及其以南，暖时期象群栖息北限就移到淮河流域及其以南，公元前公元前659627659627年淮河流域有象栖息；第三个年淮河流域有象栖息；第三个温暖时期就只在长江以南，例如，信安（浙江温暖时期就只在长江以南，例如，信安（浙江衢县）和广东、云南才有象。而衢县）和广东、云南才有象。而50005000年中的四年中的四个寒冷时期相反，长度愈来愈大，程度愈来愈个寒冷时期相反，长度愈来愈大，程度愈来愈 强。从江河封冻可以看出这一趋势。在第二个强。从江河封冻可以看出这一趋势。在第二个寒冷时期只有淮河封冻的例子（公元寒冷时期只有淮河封冻的例子（公元225225年），年），第三个寒冷时期出现了太湖封冻的情况（公元第三个寒冷时期出现了太湖封冻的情况（公元11111111年），而在第四个寒冷时期在年），而在第四个寒冷时期在1717世纪（如世纪（如公元公元16701670年）长江也出现封冻现象。年）长江也出现封冻现象。气候波动是全球性的，虽然世界各地最冷气候波动是全球性的，虽然世界各地最冷年份和最暖年份发生的年代不尽相同，但气候年份和最暖年份发生的年代不尽相同，但气候的冷暖起伏是先后呼应的，图的冷暖起伏是先后呼应的，图8383给出近给出近600600年来不同地区气温序列图，这些气温序列是由年来不同地区气温序列图，这些气温序列是由不同作者应用不同的方法建立的，反映的地区不同作者应用不同的方法建立的，反映的地区也不相同，但却有相当大的一致性。图也不相同，但却有相当大的一致性。图8383中中的的b b、d d、e e表明确实从公元表明确实从公元15501550年前后气温出年前后气温出现明显现明显 的负距平，开始进入寒冷时期，图的负距平，开始进入寒冷时期，图a a也有这样也有这样的趋势（可惜资料年数稍短），图的趋势（可惜资料年数稍短），图c c与图与图f f则推则推迟到公元迟到公元160160O O年才进入寒冷期，所以年才进入寒冷期，所以1717世纪比世纪比较冷是一致的。较冷是一致的。1818世纪相对较暖，只有图世纪相对较暖，只有图8383中中f f仍维持较冷，但至少在仍维持较冷，但至少在1818世纪前半期冷的程世纪前半期冷的程度也有所减弱，度也有所减弱，1919世纪又出现一个寒冷期，只世纪又出现一个寒冷期，只有在图有在图e e相对冷的程度弱一些，大约在公元相对冷的程度弱一些，大约在公元1800185018001850年之间气温达到最低，因此在历史年之间气温达到最低，因此在历史时期将公元时期将公元1550185015501850年定为小冰期是有依据年定为小冰期是有依据的。在小冰期中气温负距平约为的。在小冰期中气温负距平约为-0.5-0.5。历史时期的气候，在干湿上也有变化，不历史时期的气候，在干湿上也有变化，不过气候干湿变化的空间尺度和时间尺度都比较过气候干湿变化的空间尺度和时间尺度都比较小。中国科学院地理所曾根据历史资料，推算小。中国科学院地理所曾根据历史资料，推算出我国东南地区自公元元年至公元出我国东南地区自公元元年至公元19001900年的干年的干湿变化如湿变化如表表 8 4 8 4所示。其湿润指数所示。其湿润指数I I的计算方的计算方法为：法为：I=2F/I=2F/（F FD D），），式中式中F F为历史上有记载为历史上有记载的雨涝频数，的雨涝频数，D D是同期内所记载的干旱频数，是同期内所记载的干旱频数，I I值变化于值变化于0202之间，之间，I=1I=1表示干旱与雨涝频数相表示干旱与雨涝频数相等，小于等，小于1 1表示干旱占优势。对中国东南地区而表示干旱占优势。对中国东南地区而言，求得全区湿润指数平均为言，求得全区湿润指数平均为1.241.24，将指数大，将指数大于于1.241.24定义为温期，小于定义为温期，小于1.241.24定为旱期，在这定为旱期，在这段历史时期中共分出段历史时期中共分出1010个旱期和个旱期和1010个湿期个湿期 。表表8484中国东南地区旱湿期中国东南地区旱湿期 从从表表8484中可以看出各干湿期的长度不等，最中可以看出各干湿期的长度不等，最长的湿期出现在唐代中期（公元长的湿期出现在唐代中期（公元81110508111050年），年），持续持续240240年，接着是最长的旱期，出现在宋代，年，接着是最长的旱期，出现在宋代，持续持续220220年（公元年（公元1051127010511270年）。年）。三、近代气候变化特征三、近代气候变化特征 近近百百余余年年来来由由于于有有了了大大量量的的气气温温观观测测记记录录，区区域域的的和和全全球球的的气气温温序序列列不不必必再再用用代代用用资资料料。由由于于各各个个学学者者所所获获得得的的观观测测资资料料和和处处理理计计算算方方法法不不尽尽相相同同，所所得得出出的的结结论论也也不不完完全全一一致致。但但总总的的趋趋势势是是大大同同小小异异的的，那那就就是是从从1919世世纪纪末末到到本本世世纪纪4040年年代代，世世界界气气温温曾曾出出现现明明显显的的波波动动上上升现象。这种增暖在北极最突出，升现象。这种增暖在北极最突出，1919192819191928 年年间间的的巴巴伦伦支支海海水水面面温温度度比比1912191819121918年年时时高高出出88。巴巴伦伦支支海海在在3030年年代代出出现现过过许许多多以以前前根根本本没没有有来来过过的的喜喜热热性性鱼鱼类类，19381938年年有有一一艘艘破破冰冰船船深深入入新新西西伯伯利利亚亚岛岛海海域域，直直到到83058305N N，创创造造世世界界上上船船舶舶自自由由航航行行的的最最北北纪纪录录。这这种种增增暖暖现现象象到到4040年年代代达达到到顶顶点点，此此后后，世世界界气气候候有有变变冷冷现现象象。以以北北极极为为中中心心的的6060N N以以北北，气气温温愈愈来来愈愈冷冷，进进入入6060年年代代以以后后高高纬纬地地区区气气候候变变冷冷的的趋趋势势更更加加显显著著。例例如如19681968年年冬冬，原原来来隔隔着着大大洋洋的的冰冰岛岛和和格格陵陵兰兰，竟竟被被冰冰块块连连接接起起来来，发发生生了了北北极极熊熊从从格格陵陵兰兰踏踏冰冰走走到到冰冰岛岛的的罕罕见见现现象象。进进入入7070年代以后，世界气候又趋变暖，到年代以后，世界气候又趋变暖，到19801980年以后，年以后，世界气温增暖的形势更为突出。世界气温增暖的形势更为突出。威尔森（威尔森（H.WilsonH.Wilson）和汉森（和汉森（J.HansenJ.Hansen）等应用全球大量气象站观测资料，将等应用全球大量气象站观测资料，将18801880年到年到19931993年逐年气温对年逐年气温对19511951年至年至19801980年这年这3030年的平年的平均气温求出距平值均气温求出距平值（图（图8484）。计算结果为全。计算结果为全球年平均气温从球年平均气温从18801880到到19401940年这年这6060年中增加年中增加0.50.5，1940196519401965年降低了年降低了0.20.2，然后从，然后从 1965199319651993年又增暖了年又增暖了0.50.5。北半球的气温变。北半球的气温变化与全球形势大致相似，升降幅度略有不同。化与全球形势大致相似，升降幅度略有不同。从从18801880年到年到19401940年年平均气温增暖年年平均气温增暖0.70.7，此后，此后3030年降温年降温0.20.2，从，从19701970年至年至19931993年又增暖年又增暖0.60.6。南半球年平均气温变化呈波动较小的增。南半球年平均气温变化呈波动较小的增长趋势，长趋势，从从18801880年到年到19931993年增暖年增暖0.50.5，显示出自，显示出自19801980年以来全球年平均气温增暖的速度特别快。年以来全球年平均气温增暖的速度特别快。19901990年为近百余年来年温最高值年（正距平为年为近百余年来年温最高值年（正距平为0.470.47），其余），其余7 7个特暖年（正距平在个特暖年（正距平在0.25 0.25 0.41 0.41）均出现在均出现在 1980 1980 1993 1993年中。年中。琼斯（琼斯（P.D.JonesP.D.Jones）等对近等对近140140年（年（1854185419931993年）世界气温变化作了大量研究工作。他年）世界气温变化作了大量研究工作。他们亦指出从们亦指出从1919世纪末至世纪末至19401940年世界气温有明显年世界气温有明显的增暖，从的增暖，从4040年代至年代至7070年代气温呈相对稳定状年代气温呈相对稳定状态，在态，在8080年代和年代和9090年代早期气温增加非常迅速。年代早期气温增加非常迅速。自自1919世纪中期至今，全球年平均气温增暖世纪中期至今，全球年平均气温增暖0.50.5。南半球各季皆有增暖现象，北半球的增暖仅出南半球各季皆有增暖现象，北半球的增暖仅出现在冬、春和秋三季，夏季气温并不比现在冬、春和秋三季，夏季气温并不比1860186018701870年代暖。年代暖。BriffaBriffa和和JonesJones（19931993）曾指出全曾指出全球各地近百余年来增暖的范围和尺度并不相同，球各地近百余年来增暖的范围和尺度并不相同，有少数地区自有少数地区自1919世纪以来一直仍在变冷。但就世纪以来一直仍在变冷。但就全球平均而言，全球平均而言，2020世纪的增暖是明显的。他们世纪的增暖是明显的。他们 列出南、北半球和全球各两组的气温变化序列，列出南、北半球和全球各两组的气温变化序列，一组是经过一组是经过ENSOENSO影响订正后的数值，一组是实影响订正后的数值，一组是实测数值（图略），其气温变化曲线起伏与威尔测数值（图略），其气温变化曲线起伏与威尔森等所绘制的近百余年的气温距平图大同小异。森等所绘制的近百余年的气温距平图大同小异。我国学者根据我国从我国学者根据我国从19101984年年137个个站的气温资料，将每个站逐月的平均气温划分站的气温资料，将每个站逐月的平均气温划分为五个等级，即为五个等级，即1级暖，级暖，2级偏暖，级偏暖，3级正常，级正常，4级偏冷，级偏冷，5级冷，并绘制了全国级冷，并绘制了全国1910年以来逐月年以来逐月的气温等级分布图。根据图中冷暖区的面积计的气温等级分布图。根据图中冷暖区的面积计算出各月气温等级值，把每算出各月气温等级值，把每5年的平均气温等级年的平均气温等级值与北半球每值与北半球每5年的平均温度变化进行比较年的平均温度变化进行比较（图（图85）。可见本世纪以来我国气温的变化与北半。可见本世纪以来我国气温的变化与北半 球气温变化趋势基本上亦是大同小异的，即前球气温变化趋势基本上亦是大同小异的，即前期增暖，期增暖，40年代中期以后变冷，年代中期以后变冷，70年代中期以年代中期以来又见回升，所不同的只是在增暖过程中，来又见回升，所不同的只是在增暖过程中，30年代初曾有短期降温，但很快又继续增温，至年代初曾有短期降温，但很快又继续增温，至40年代初达到峰点。另外，年代初达到峰点。另外，40年代中期以后的年代中期以后的降温则比北半球激烈，至降温则比北半球激烈，至50年代后期达到低点，年代后期达到低点，60年代初曾有短暂回升，但很快又再次下降，年代初曾有短暂回升，但很快又再次下降，而且夏季比冬季明显，而且夏季比冬季明显，70年代中期后又开始回年代中期后又开始回升，但升，但80年代的增暖远不如北半球强烈，在年代的增暖远不如北半球强烈，在80年代南、北半球和全球都是本世纪年平均气温年代南、北半球和全球都是本世纪年平均气温最高的最高的10年，而我国年，而我国19801984年的平均气温年的平均气温尚低于尚低于60年代的水平。从上世纪末到本世纪年代的水平。从上世纪末到本世纪40 年代，我国年平均气温约升高年代，我国年平均气温约升高0.51.0，40年代以后由增暖到变冷，全国平均降温幅度在年代以后由增暖到变冷，全国平均降温幅度在0.40.8之间，之间，70年代中期以后逐渐转为增暖年代中期以后逐渐转为增暖趋势。趋势。因此从上世纪末以来，我国气温总的变化因此从上世纪末以来，我国气温总的变化趋势是上升的，这在冰川进退、雪线升降中也趋势是上升的，这在冰川进退、雪线升降中也有所反映。如有所反映。如19101960年年50年间天山雪线上年间天山雪线上升了升了4050m，天山西部的冰舌末端后退了天山西部的冰舌末端后退了5001000m，天山东部的冰舌后退了天山东部的冰舌后退了200400m，喜马拉雅山脉在我国境内的冰川，近年来也喜马拉雅山脉在我国境内的冰川，近年来也处于退缩阶段。处于退缩阶段。20 20世纪我国降水的总趋势大致是从世纪我国降水的总趋势大致是从1818、1919世纪的较为湿润时期转向较为干燥的过渡时期。世纪的较为湿润时期转向较为干燥的过渡时期。由于降水的区域性很强，各地降水周期的位相由于降水的区域性很强，各地降水周期的位相很不一致，很不一致，表表8585列出北京、上海、广州三站列出北京、上海、广州三站每每1010年年平均降水量年年平均降水量R R（mmmm）及其距平百分率及其距平百分率R R。由此表可见，在本世纪由此表可见，在本世纪3030年代是少雨时年代是少雨时期，期，5050年代是多雨时期，年代是多雨时期，6060年代和年代和7070年代降水年代降水量又明显偏少，结合量又明显偏少，结合2020世纪气温资料分析，我世纪气温资料分析，我国东部北纬国东部北纬4040以南的气候状况可归纳为以南的气候状况可归纳为表表8686的配置。的配置。表表85 85 北京、上海、广州三站每北京、上海、广州三站每1010年平均降水量年平均降水量R R（mmmm）及距平百分率及距平百分率R R（%）表表86208620世纪以来每世纪以来每1010年我国气候特征年我国气候特征 综上所述，全球地质时期气候变化的时间综上所述，全球地质时期气候变化的时间尺度在尺度在2222亿年到亿年到1 1万年以上，以冰期和间冰期的万年以上，以冰期和间冰期的出现为特征，气温变化幅度在出现为特征，气温变化幅度在1010以上。冰期以上。冰期来临时，不仅整个气候系统发生变化，甚至导来临时，不仅整个气候系统发生变化，甚至导致地理环境的改变。历史时期的气候变化是近致地理环境的改变。历史时期的气候变化是近1 1万年来，主要是近万年来，主要是近50005000年来的气候变化，变化年来的气候变化，变化的幅度最大不超过的幅度最大不超过2323，大都是在地理环境，大都是在地理环境不变的情况发生。近代的气候变化主要是指近不变的情况发生。近代的气候变化主要是指近百年或百年或2020世纪以来的气候变化，气温振幅在世纪以来的气候变化，气温振幅在0.51.00.51.0之间。之间。第二节第二节 气候变化的因素气候变化的因素 气候的形成和变化受多种因子的影响和制气候的形成和变化受多种因子的影响和制约。约。图图8686表示各因子之间的主要关系。图中表示各因子之间的主要关系。图中C C、D D是气候系统的两个主要组成部分，是气候系统的两个主要组成部分，A A、B B则是两则是两个外界因子。由图上可以看出：太阳辐射和宇个外界因子。由图上可以看出：太阳辐射和宇宙宙-地球物理因子都是通过大气和下垫面来影响地球物理因子都是通过大气和下垫面来影响气候变化的。人类活动既能影响大气和下垫面气候变化的。人类活动既能影响大气和下垫面从而使气候发生变化，又能直接影响气候。在从而使气候发生变化，又能直接影响气候。在大气和下垫面间，人类活动和大气及下垫面间，大气和下垫面间，人类活动和大气及下垫面间，又相互影响、相互制约，这样形成重叠的内部又相互影响、相互制约，这样形成重叠的内部和外部的反馈关系，从而使同一来源的太阳辐和外部的反馈关系，从而使同一来源的太阳辐射影响不断地来回传递射影响不断地来回传递 、组合分化和发展、组合分化和发展 。在这种长期的影响传递过程中，太阳又出现许在这种长期的影响传递过程中，太阳又出现许多新变动，它们对大气的影响与原有的变动所多新变动，它们对大气的影响与原有的变动所产生的影响叠加起来，交错结合，以多种形式产生的影响叠加起来，交错结合，以多种形式表现出来，使地球有史以来，气候的变化非常表现出来，使地球有史以来，气候的变化非常复杂。复杂。一、太阳辐射的变化一、太阳辐射的变化 太太阳阳辐辐射射是是气气候候形形成成的的最最主主要要因因素素。气气候候的的变变迁迁与与到到达达地地表表的的太太阳阳辐辐射射能能的的变变化化关关系系至至为为密密切切，引引起起太太阳阳辐辐射射能能变变化化的的条条件件是是多多方方面面的。的。（一）地球轨道因素的改变（一）地球轨道因素的改变 地地球球在在自自己己的的公公转转轨轨道道上上，接接受受太太阳阳辐辐射射能能。而而地地球球公公转转轨轨道道的的三三个个因因素素：偏偏心心率率、地地轴轴倾倾角角和和春春分分点点的的位位置置都都以以一一定定的的周周期期变变动动着着，这这就就导导致致地地球球上上所所受受到到的的天天文文辐辐射射发发生生变变动动，引起气候变迁。引起气候变迁。1.1.地球轨道偏心率的变化地球轨道偏心率的变化 由由第第六六章章所所述述，到到达达地地球球表表面面单单位位面面积积上上的的天天文文辐辐射射强强度度是是与与日日地地距距离离（b b）的的平平方方成成反反比比的的，地地球球绕绕太太阳阳公公转转轨轨道道是是一一个个椭椭圆圆形形，现现在在这这个个椭椭圆圆形形的的偏偏心心率率（e e）约约为为0.0.016016。目目前前北北半半球球冬冬季季位位于于近近日日点点附附近近，因因此此北北半半球球冬冬半半年年比比较较短短（从从秋秋分分至至春春分分，比比夏夏半半年年短短7.57.5日日），但但偏偏心心率率是是在在0.000.060.000.06之之间间变变动动的的，其其周周期期约约为为96 96 000000年年。以以目目前前情情况况而而论论，地地球球在在近近日日点点时时所所获获得得的的天天文文辐辐射射量量（不不考考虑虑其其它它条条件件的的影影响响）较较现现在在远远日日点点的的辐辐射射量量约约大大1/151/15，当当偏心率偏心率e e值为极大时，则此差异就成为值为极大时，则此差异就成为1/31/3。如如果果冬冬季季在在远远日日点点，夏夏季季在在近近日日点点，则则冬冬季季长长而而冷冷，夏夏季季热热而而短短，使使一一年年之之内内冷冷热热差差异异非非常常大。这种变化情况在南北半球是相反的。大。这种变化情况在南北半球是相反的。2.2.地轴倾斜度的变化地轴倾斜度的变化 地地轴轴倾倾斜斜（即即赤赤道道面面与与黄黄道道面面的的夹夹角角，又又称称黄黄赤赤交交角角）是是产产生生四四季季的的原原因因。由由于于地地球球轨轨道道平平面面在在空空间间有有变变动动，所所以以地地轴轴对对于于这这个个平平面面的的倾倾斜斜度度（）也也在在变变动动。现现在在地地轴轴倾倾斜斜度度是是23.4423.44，最最 大大 时时 可可 达达 24.2424.24，最最 小小 时时 为为22.122.1，变变动动周周期期约约4000040000年年。这这个个变变动动使使得得夏夏季季太太阳阳直直射射达达到到的的极极限限纬纬度度（北北回回归归线线）和和冬冬季季极极夜夜达达到到的的极极限限纬纬度度（北北极极圈圈）发发生生变变动动（图（图8787）。）。当倾斜度增加时，高纬度的年辐射量要增当倾斜度增加时，高纬度的年辐射量要增加，赤道地区的年辐射量会减少。例如当地轴加，赤道地区的年辐射量会减少。例如当地轴倾斜度增大倾斜度增大1时，在极地年辐射量增加时，在极地年辐射量增加4.02，而在赤道却减少而在赤道却减少0.35。可见地轴倾斜度的变。可见地轴倾斜度的变 化对气候的影响在高纬度比低纬度大得多。此化对气候的影响在高纬度比低纬度大得多。此外，倾斜度愈大，地球冬夏接受的太阳辐射量外，倾斜度愈大，地球冬夏接受的太阳辐射量差值就愈大，特别是在高纬度地区必然是冬寒差值就愈大，特别是在高纬度地区必然是冬寒夏热，气温年较差增大；相反，当倾斜度小时，夏热，气温年较差增大；相反，当倾斜度小时，则冬暖夏凉，气温年较差减小。夏凉最有利于则冬暖夏凉，气温年较差减小。夏凉最有利于冰川的发展。冰川的发展。3.3.春分点的移动春分点的移动 春春分分点点沿沿黄黄道道向向西西缓缓慢慢移移动动，大大约约每每2100021000年年，春春分分点点绕绕地地球球轨轨道道一一周周。春春分分点点位位置置变变动动的的结结果果，引引起起四四季季开开始始时时间间的的移移动动和和近近日日点点与与远远日日点点的的变变化化。地地球球近近日日点点所所在在季季节节的的变变化化，每每7070年推迟年推迟1 1天。大约在天。大约在1 1万年前，北半球在冬万年前，北半球在冬 季季是是处处于于远远日日点点的的位位置置（现现在在是是近近日日点点），那那时北半球冬季比现在要更冷，南半球则相反。时北半球冬季比现在要更冷，南半球则相反。上面三个轨道要素的不同周期的变化，是上面三个轨道要素的不同周期的变化，是同时对气候发生影响的。米兰柯维奇（同时对气候发生影响的。米兰柯维奇（M.M.-Lankovitch）曾综合这三者的作用计算出曾综合这三者的作用计算出65N纬度上夏季太阳辐射量在纬度上夏季太阳辐射量在60万年内的变化，并万年内的变化，并用相对纬度来表示。例如，用相对纬度来表示。例如，23万年前在万年前在65N上上的太阳辐射量和现在的太阳辐射量和现在77N上的一样，而在上的一样，而在13万万年前又和现在年前又和现在59N上的一样。他认为当夏季温上的一样。他认为当夏季温度降低约度降低约45，冬季反而略有升高的年份，冬季反而略有升高的年份，冬天降雪较多，而到夏天雪还未来得及融化时，冬天降雪较多，而到夏天雪还未来得及融化时，冬天又接着到来，这样反复进行，冬天又接着到来，这样反复进行，就就会形成冰期。他还绘制成会形成冰期。他还绘制成65N纬度上夏季辐纬度上夏季辐射量在射量在60万年内的变化（用相对纬度表示）图万年内的变化（用相对纬度表示）图，并在图上标出第四纪冰期中历次亚冰期出，并在图上标出第四纪冰期中历次亚冰期出现的时期（图略）。现的时期（图略）。近人按米兰柯维奇的思路，近人按米兰柯维奇的思路，利用大型电子计算机重新计算在距今一百万年利用大型电子计算机重新计算在距今一百万年以前至一百万年以后以前至一百万年以后6565N N的相对纬度的相对纬度（图（图8888），图中相对纬度在，图中相对纬度在6868N N以上时涂黑，表以上时涂黑，表示冰期，并标出过去定出的冰期。其计算结果示冰期，并标出过去定出的冰期。其计算结果大体上对过去第四纪中几个著名的冰期均有明大体上对过去第四纪中几个著名的冰期均有明显的反映。显的反映。图图88中还给出今后中还给出今后100万年由于太阳辐射万年由于太阳辐射量的变化还将出现的多次亚冰期和亚间冰期。量的变化还将出现的多次亚冰期和亚间冰期。气候变化受多种因子的制约，这仅是因地球轨气候变化受多种因子的制约，这仅是因地球轨道因素改变而引起的太阳辐射量变化的一个值道因素改变而引起的太阳辐射量变化的一个值得参考的因子。得参考的因子。（二）火山活动引起大气透明度的变化（二）火山活动引起大气透明度的变化 到达地表的太阳辐射的强弱要受大气透明到达地表的太阳辐射的强弱要受大气透明度的影响。火山活动对大气透明度的影响最大，度的影响。火山活动对大气透明度的影响最大，强火山爆发喷出的火山尘和硫酸气溶胶能喷入强火山爆发喷出的火山尘和硫酸气溶胶能喷入平流层，由于不会受雨水冲刷跌落，它们能强平流层，由于不会受雨水冲刷跌落，它们能强烈地反射和散射太阳辐射，削弱到达地面的直烈地反射和散射太阳辐射，削弱到达地面的直接辐射。据分析火山尘在高空停留的时间一般接辐射。据分析火山尘在高空停留的时间一般只有几个月，而硫酸气溶胶则可形成火山云在只有几个月，而硫酸气溶胶则可形成火山云在平流层飘浮数年，能长时间对地面产生净冷却平流层飘浮数年，能长时间对地面产生净冷却效应。据历史记载效应。据历史记载1815年年4月初月初Tambora火山火山（8.25S，118.0E）爆发时，爆发时，500km内有三天内有三天不见天日，各方面估计喷出的固体物质可达不见天日，各方面估计喷出的固体物质可达100300km3。大量浓烟云长期环绕平流层漂大量浓烟云长期环绕平流层漂浮，显著减弱太阳辐射，欧美各国在浮，显著减弱太阳辐射，欧美各国在1816年普年普遍出现了遍出现了“无复之年无复之年”。据据BrysonBryson（19771977）估估计，当年整个北半球中纬度气温平均比常年偏计，当年整个北半球中纬度气温平均比常年偏低低11左右。在英格兰夏季气温偏低左右。在英格兰夏季气温偏低33，在加，在加拿大拿大6 6月即开始下雪。再从我国华东沿海各省近月即开始下雪。再从我国华东沿海各省近500500年历史气候资料中可见，在年历史气候资料中可见，在18171817年六月廿九年六月廿九日（阳历日（阳历8 8月月1111日）赣北彭泽（日）赣北彭泽（29.929.9N N，116.0E116.0E）见雪，木棉多冻伤。皖南东至县见雪，木棉多冻伤。皖南东至县（30.130.1N N，117.0E117.0E）在同年七月二日（阳历在同年七月二日（阳历8 8月月1414日）降雨雪，平地寸许。在我国中部夏季日）降雨雪，平地寸许。在我国中部夏季有两处以上出现霜雪记载的这类严重冷夏在有两处以上出现霜雪记载的这类严重冷夏在 15001865 15001865年间竟有年间竟有3535年。这说明年。这说明“六月雪六月雪”是确有其事的，它们绝大多数出现在大火山爆是确有其事的，它们绝大多数出现在大火山爆发后的两年间。发后的两年间。2020世世纪纪以以来来，火火山山强强烈烈喷喷发发后后，太太阳阳直直接接辐辐射射（Q Q）的的减减弱弱有有实实测测记记录录可可稽稽。例例如如：SantaSanta MariaMaria火火 山山（14.14.88N N，91.91.6W19026W1902年年）19031903年年Q Q比比19021902年年下下降降1515；155.155.22W W，19121912年年），19121912到到19131913年年Q Q下下降降1111；StStHelenHelen火火山山（46.46.22N N，122.122.2W2W，19801980年年）19801980年年我我国国5 5站站Q Q下下降降1515；ElElChichonChichon火火山山（17.317.3N N，93.2W93.2W，19821982年年）在在1982198319821983年年冬冬使使我我国国日日本本和和夏夏威威夷夷的的Q Q值值分分别下降别下降2020左右。左右。19911991年年6 6月月菲菲律律宾宾PinatuboPinatubo火火山山爆爆发发是是近近8080年年来来最最强强的的一一次次。图图8989给给出出这这次次爆爆发发后后其其气气溶溶胶胶光光学学厚厚度度对对1989199019891990年年平平均均值值的的距距平平。从从图图上上可可以以看看出出，在在热热带带（2020S30NS30N）在在火火山山爆爆发发后后3 3个个月月后后气气溶溶胶胶厚厚度度达达到到峰峰值值，直直到到19931993年年5 5月月（亦亦即即约约两两年年后后）恢恢复复到到正正常常。南南北北半半球球中中纬纬度度（40804080N N，4060S4060S）气气溶溶胶胶光光学学厚厚度度的的峰峰值值出出现现较较晚晚，但但均均在在春春夏夏之之际际。显显然然，气气溶溶胶胶光光学学厚厚度度增增大大，太太阳阳辐辐射射削削弱弱的的程程度度亦亦增增大大。有有资资料料证证明明19921992年年410410月月北北半半球球两两个个大大陆陆气气温温距距平平在在0.51.00.51.0之之间间。由由图图8484可可见见19901990和和19911991年年曾曾经经是是近近百百年年来来最最暖暖 的两年，但的两年，但19921992 年全球平均下降年全球平均下降 了了0.20.2，北半，北半 球下降球下降0.40.4。不少学者认为，不少学者认为，这主要是这主要是Pinat-Pinat-ubo ubo爆发的影响。爆发的影响。火火山山爆爆发发呈呈现现着着周周期期性性的的变变化化，历历史史上上寒寒冷冷时时期期往往往往同同火火山山爆爆发发次次数数多多、强强度度大大的的活活跃跃时时期期有有关关。BaldwinBaldwin等等（19761976）指指出出，火火山山活活动动的的加加强强可可能能是是小小冰冰期期以以至至最最近近一一次次大大冰冰期期出出现现的的重重要要原原因因。BrayBray（19771977）则则指指出出，过过去去200200万万年年间间几几乎乎每每次次冰冰期期的的建建立立和和急急剧剧变变冷冷都都和和大大规规模模火火山山爆爆发发有有关关。例例如如在在19121912年年以以前前的的150150年年，北北半半球球火火山山爆爆发发较较频频，所所以以气气候候相相对对地地比比较较寒寒冷冷。19121912年年以以后后至至2020世世纪纪4040年年代代北北半半球球火火山山活活动动很很少少，大大气气混混浊浊度度减减小小，可可以以吸吸收收更更多多的的太太阳辐射，因此气温增高，形成一温暖时期。阳辐射，因此气温增高，形成一温暖时期。总总之之，火火山山活活动动的的这这种种“阳阳伞伞效效应应”是是影影响响地地球球上上各各种种空空间间尺尺度度范范围围为为时时数数年年以以上上气气候候变化的重要因子。变化的重要因子。（三）太阳活动的变化（三）太阳活动的变化 太太阳阳黑黑子子活活动动具具有有大大约约1111年年的的周周期期。据据19781978年年1111月月1616日日到到19811981年年7 7月月1313日日雨雨云云7 7号号卫卫星星（装装有有空空腔腔辐辐射射仪仪）共共971971天天的的观观测测，证证明明太太阳阳黑黑子子峰峰值值时时太太阳阳常常数数减减少少。最最近近富富卡卡尔尔、马马利利安安（Fonkaland Fonkaland LeanLean，19861986）的的研研究究指指出出，太太阳阳黑黑子子使使太太阳阳辐辐射射下下降降只只是是一一个个短短期期行行为为，但但太太阳阳光光斑斑可可使使太太阳阳辐辐射射增增强强。太太阳阳活活动动增增强强，不仅太阳黑子增加，太阳光斑也增加。光斑增不仅太阳黑子增加，太阳光斑也增加。光斑增 加加所所造造成成的的太太阳阳辐辐射射增增强强，抵抵消消掉掉因因黑黑子子增增加加而而造造成成的的削削弱弱还还有有余余。因因此此，在在1111年年周周期期太太阳阳活活动动增增强强时时，太太阳阳辐辐射射也也增增强强，即即从从长长期期变变化化来看太阳辐射与太阳活动为正相关（图略）。来看太阳辐射与太阳活动为正相关（图略）。据据最最新新研研究究，太太阳阳常常数数可可能能变变化化在在1212左左右右。模模拟拟试试验验证证明明，太太阳阳常常数数增增加加2 2，地地面面气气温温可可能能上上升升33，但但减减少少2 2，地地面面气气温温可可能能下下降降4.34.3。我我国国近近500500年年来来的的寒寒冷冷时时期期正正好好处处于于太太阳阳活活动动的的低低水水平平阶阶段段，其其中中三三次次冷冷期期对对应应着着 太太 阳阳 活活 动动 的的 不不 活活 跃跃 期期。如如 第第 一一 次次 冷冷 期期（1470152014701520年年）对对应应着着1460155014601550年年的的斯斯波波勒勒极极小小期期；第第二二次次冷冷期期（1650 1650 17001700年年）对对应着应着1645 1645 17151715年年的的蒙蒙德德尔尔极极小小期期；第第三三次次冷冷期期（1840184018901890年年）较较弱弱，也也对对应应着着1919世世纪纪后后半半期期的的一一次次较较弱弱的的太太阳阳活活动动期期。而而在在中中世世纪纪太太阳阳活活动动极极大大期期间间（1100125011001250）正正值值我我国国元元初初的的温温暖暖时时期期，说说明明我我国国近近千千年年来来的的气气候候变变化化与与太太阳阳活活动动的的长长期变化也有一定联系。期变化也有一定联系。二、宇宙二、宇宙-地球物理因子地球物理因子 宇宇宙宙因因子子指指的的是是月月球球和和太太阳阳的的引引潮潮力力，地地球球物物理理因因子子指指的的是是地地球球重重力力空空间间变变化化，地地球球转转动动瞬瞬时时极极的的运运动动和和地地球球自自转转速速度度的的变变化化等等。这这些些宇宇宙宙-地地球球物物理理因因子子的的时时间间或或空空间间变变化化，引引起起地球上变形力的产生，从而导致地球上海洋和地球上变形力的产生，从而导致地球上海洋和 大大气气的的变变形形，并并进进而而影影响响气气候候发发生生变变化化。近近年年来来这这方方面面的的研研究究工工作作正正在在大大力力开开展展，在在我我国国已已有专著发表。有专著发表。月月球球和和太太阳阳对对地地球球都都具具有有一一定定的的引引潮潮力力，月月球球的的质质量量虽虽比比太太阳阳小小得得多多，但但因因离离地地球球近近，它它的的引引潮潮力力等等于于太太阳阳引引潮潮力力的的2.172.17倍倍。月月球球引引潮潮力力是是重重力力的的千千分分之之0.560.56到到千千分分之之1.121.12，其其多多年年变变化化在在海海洋洋中中产产生生多多年年月月球球潮潮汐汐大大尺尺度度的的波波动动，这这种种波波动动在在极极地地最最显显著著，可可使使海海平平面面高高度度改改变变40504050mmmm，因因而而使使海海洋洋环环流流系系统统发发生生变变化化，进而影响海进而影响海-气间的热交换，引起气候变化。气间的热交换，引起气候变化。地地球球表表面面重重力力的的分分布布是是不不均均匀匀的的。由由于于重重力力分分布布的的不不均均匀匀引引起起海海平平面面高高度度的的不不均均匀匀，并并且且使使大大气气发发生生变变形形可可从从图图8.108.10中中看看出出。在在40704070N N地地区区平平均均海海平平面面高高度度距距平平计计算算值值（H H）与与气气压压平平均均距距平平观观测测值值（P P）呈呈明明显显的的反反相相关关，其其相相关关系系数数为为P P，H H=-0.820.4=-0.820.4。北北半半球球大大气气的的四四大大活活动动中中心心的的产产生生及及其其宽宽度度、外外形形和和深深度度，都都带带有有变变形形的的性性质质。有有人人认认为为海海平平面面变变形形力力距距平平，可可以以看看作作大大气气等等压压面面变变形形的的指数。指数。天天文文观观测测证证明明，地地轴轴是是在在不不断断地地移移动动的的，地地球球自自转转速速度度也也在在变变动动着着，这这些些都都会会引引起起离离心心力的改变，相应