氣候的過去與現(xiàn)在

吳錦明

地球的歷史大約為55億年。在46億年前，地球上充滿了原始大氣，并且開始逐漸逃逸;從46億年前開始，地球進(jìn)入到地質(zhì)年代，逐漸產(chǎn)生次生大氣;大約在30億年前，地球上出現(xiàn)生命，并開始改造地球大氣;到寒武紀(jì)，大氣才被生物改造成現(xiàn)在這個(gè)樣子。

過去的氣候

遠(yuǎn)古的地球大氣主要由很輕的氦氣和氫氣組成，很快便散發(fā)到宇宙中去了。與此同時(shí)，火山噴出的氣體組成了新的大氣，它主要由水蒸氣、二氧化碳和少量的氮?dú)饨M成。隨后，連綿不斷的大雨形成了海洋并溶解了大部分二氧化碳。水分子在紫外線的作用下發(fā)生分解，大氣中出現(xiàn)了氧氣和臭氧。由于臭氧層對(duì)紫外線的阻隔作用以及植物的光合作用，大氣中氧氣的濃度始終保持穩(wěn)定。在最近的6億年中，大氣中化學(xué)成分的比例基本上沒有變化。

弱早期時(shí)太陽(yáng)溫室效應(yīng)對(duì)生命的出現(xiàn)起到了重要作用。事實(shí)上，在40～30億年前，太陽(yáng)的輻射強(qiáng)度只有現(xiàn)在的25%，然后開始直線上升。假如在大約20億年前大氣的組成就與現(xiàn)在相同的話，那么地殼將會(huì)全部被冰雪覆蓋，但這種景象未能發(fā)生?！叭踉缙谔?yáng)佯謬”理論認(rèn)為，其原因就是由于濃密的二氧化碳和水蒸氣產(chǎn)生了很強(qiáng)的溫室效應(yīng)，使地球保持了溫暖，并在35億年前出現(xiàn)了最初的生命。

冰雪覆蓋的地球出現(xiàn)在大約7.5～5.8億年前，地球表面曾4次幾乎全部被冰雪覆蓋，稱為雪球時(shí)期。那時(shí)，太陽(yáng)的輻射能大約比現(xiàn)在少6%，而陸地也主要集中在赤道附近，促使了地球變冷。后來(lái)，由于大雨停止和火山不斷噴發(fā)，大氣中的二氧化碳的濃度變高（比現(xiàn)在高350倍），產(chǎn)生了強(qiáng)烈的溫室效應(yīng)，才使冰雪逐漸融化。

白堊紀(jì)熱浪出現(xiàn)在大約1億年前，地球達(dá)到較高的溫度。當(dāng)時(shí)，地球的平均溫度為22.8℃，比現(xiàn)在高大約7℃，地球兩極的冰雪也全部融化。此外，由于板塊漂移造成了大陸的重新分布，也使聚集在赤道附近的熱量可以通過海洋暖流輸送到地球的各個(gè)區(qū)域。

到了新生代，地球的溫度開始持續(xù)下降。這種降溫應(yīng)歸因于大陸板塊的漂移。新崛起的巨大山脈將二氧化碳以硅酸鹽的形式固定在巖石中，大氣中的二氧化碳因此減少，溫室效應(yīng)減弱，地球也就變冷了。

冰期與米蘭柯維奇循環(huán)發(fā)生在最近100萬(wàn)年間，由于地球軌道的變化，發(fā)生了地球冰期與溫暖期交替出現(xiàn)的現(xiàn)象。

最后的大冰期稱為第四紀(jì)冰期，它開始于8萬(wàn)年前，并于1.8萬(wàn)年前達(dá)到頂峰?，F(xiàn)在的阿拉斯加、加拿大和今天美國(guó)的北部都被一整塊冰覆蓋著，冰層的厚度近1 000米。在歐洲，冰層更是推進(jìn)到了今天的漢堡和柏林地區(qū)。但在南半球，冰層的推進(jìn)卻緩慢得多。后來(lái)溫度迅速回升，在大約1.2萬(wàn)年前冰層開始融化。最后一次大冰期就這樣結(jié)束了。

新仙女木冷期大約出現(xiàn)在1.1萬(wàn)年前，地球剛脫離上一次的冰期卻又迎來(lái)了新一輪的冰期，這就是著名的新仙女木冷期，它大約持續(xù)了1 000年，這是由北大西洋深水輸送帶突然中斷造成的。

氣候最適期出現(xiàn)在新仙女木冷期后的最初幾千年，地球的氣候曾經(jīng)很冷。但在9 000～5 000年前，地球的溫度升高了幾攝氏度，就形成了所謂的“氣候最適期”。

500年前的小冰期在公元1 400～1 500年，地球的溫度又突然下降，歷史上稱為“小冰期”。1434年～1435年，英國(guó)曾連續(xù)降雪40天。在1608年冬季，英國(guó)所有的牲畜都被凍死，整個(gè)康斯坦茨湖都結(jié)冰了，1789年冬，幾乎所有歐洲的河流都凍結(jié)了。到了19世紀(jì)后半期冰川才開始后撤。

在最近一個(gè)世紀(jì)，地球開始迅速變熱。在1850～1980年，溫度平均升高了0.6℃，其中大約有0.26℃與太陽(yáng)活動(dòng)劇烈程度增加有關(guān)，其余則是由于人類活動(dòng)的影響。

現(xiàn)在的氣候

近20年，全球變暖的步伐突然加快，特別是與1951～1980年相比，地球的平均溫度升高了大約0.3℃。這種升溫對(duì)氣候和動(dòng)物棲息地的影響是多方面的，比如溫帶的熱帶化，熱帶地區(qū)的沙漠化，兩極浮冰群和冰層的融化，熱帶的物種和疾病向中緯度地區(qū)遷移等等。

由于人類，最近幾十年向大氣層排放的物質(zhì)越來(lái)越多，以致改變了空氣的化學(xué)組成，對(duì)氣候和動(dòng)物的棲息地產(chǎn)生了消極影響。在大城市，灰塵、氮氧化物和臭氧的密度很高，惡化了空氣的質(zhì)量。與此同時(shí)，熱島效應(yīng)的增強(qiáng)使強(qiáng)風(fēng)暴的次數(shù)增多，氯氟烴的排放破壞了使我們免受紫外線傷害的臭氧層。

人教版初中地理教材七年級(jí)上第三章《天氣與氣候》課外閱讀延伸

☆編輯/姜雯