地球气候变化周期_地球气候变化周期是多少天

1.各种时间尺度的周期性变化

2.简要论述地球的气候变化过程

3.自地球诞生开始一共经理了几次气候变化？

4.地球的四季是怎么产生的

5.地球轨道参数的变化与米兰柯维奇学说

地球气候周期性变化的根本原因：地球所接收到的外部辐射总量存在周期性变化，从而影响了地球的整体气候，造成气候周期性变化。

所以影响因素是来自两方面: 地球外部空间和地球本身

一、地球外部空间的原因

系，有一个中心，有几个旋臂，旋臂区域是物质密集区，旋臂之外是物质稀少区。当太阳运动到旋臂区时，此时太阳系处于行星密集地带。由于周围行星对太阳的吸引作用使得太阳自身的引力内聚力稍微有了些改变，变小了一点点，于是太阳内部的聚变反应有所减弱。从而导致此时地球受到的太阳辐射减弱，地球应该处于冰期。

当太阳运动到旋臂之外时，此时太阳系处于行星稀少地带。地球的温度随之也将逐步回升。

二、地球本身的原因

地球与很多行星不同的是，表面存在大量的液态水，而且地球自转轨道与黄道平面接近垂直，直接导致地球两极长期处于低温状态，两极长期存在冰盖。

当地球跟随太阳进入系旋臂中时，此时随着地球受到辐射的不断减弱，地球总体温度降低，南北极的冰盖将向赤道慢慢延伸，冰盖的出现进一步的加快了地球变冷的过程，因为冰盖会将大部分阳光反射回太空，所以一个大冰期是极有可能将整个地球都基本封冻起来。

大冰期之后，开始进入温暖期，随着地球接收到的太阳辐射的增强，但由于地球表面冰壳基本不吸收辐射的原因，冰壳外部融化会非常缓慢。不过由于冰壳的隔热作用地球内部的热量也逐渐积累，最终将会以火山喷发和地震的方式释放能量，喷发出的大量火山灰大范围降落到冰壳表面导致冰雪吸热量大为增加，可以使冰雪消融的迅速加快。所以冰雪消融的过程很有可能是由太阳辐射增强所决定，由地球内部火山运动所加速。冰雪消融是南北极冰盖由赤道向两极退化的过程，当然，高海拔地区冰雪消融非常缓慢，此外融化过程在冰壳内外同时进行。

希望我的回答能帮到你！

各种时间尺度的周期性变化

有研究表明，大冰期的出现周期大约为1.5亿年，而最近的一次距今仅有200万年，所以人类仍有1.48亿年的时间才能迎来下一次大冰期。

在地球的40多亿年的历史中，地球的暖和冷总是交替出现，地球也曾发生过多次冰期，最近的一次是距今大约100万年前，地球进入冰川期，那一次地球上覆盖着厚厚的冰雪，猛犸象等多种生物灭绝了。

科学家们对于古代气候的研究又有了新的发现，大约7.17亿年前，一次神秘的使得地球陷入一种“雪球状态”，引发了一次全球性冰川效应。

冰河期的气候环境

完全不适合动物的生存，就别说是养尊处优的人类了。一旦地球再次进入大冰河期，人类能否继续繁衍都是问题。

小冰河期作为大冰河期的弱化版，顾名思义指的就是比现在更冷、但比毁灭大量动植物生命的大冰河期更暖和的时期。小冰期的形成周期大约为1500年。

关于小冰河期的形成原因，科学家至今未能给出明确的答案，不过大部分科学家都将其归因于地球轨道的摆动，但是遗憾的是没有公认的天文资料能够给出全面的解释。

简要论述地球的气候变化过程

由于地球演化呈现为均变与灾变相间的特征，因而这种演化过程就会常常表现出一定程度的周期性。

近20年来，地球科学与天文学交叉研究的结果，揭示了地球各圈层的运动变化与天文因素的密切关系，它们具有各种时间尺度的周期性变化。目前了解得较多的时间尺度有:(265±25)百万年，(33±3)百万年，9.5万年，4.1万年，2.17万年，1000～1400年，29.8年，11年，1年，13.1～14.76天，1天等(表12-2)。

表12-2 地球演化的周期性

根据M.R.Rampino与R.B.Stothers在年率先进行的系统总结，全球每隔2.65亿年左右正好是太阳系绕系运行一周的时间(即一个年)，太阳系又在每隔3300万年左右穿越银道面一次，在一个年内将有8次穿越银道面。在银道面附近星际物质较密集，使太阳系内部引力场发生变化，因而地球表面极易受到巨大陨星(多数是小行星)的撞击。上述这两个周期就成为地球上巨大陨石撞击作用的主要周期，并由此使大气圈、水圈、生物圈和岩石圈逐渐发生一系列巨大的变异(参见表12-1)。如果将天文学的研究成果与地质演化历史时期进行对比，最后一个年，正好相当于地质时期的二叠纪末期和整个中、新生代，倒数第二个年几乎相当于整个古生代，倒数第三个年则相当于新元古代晚期，即中国的晋宁期。一个年相当于地质时期的一个或半个“代”。而一个或两个3300万年(太阳系穿越银道面的周期)则大体上与地质时期的“纪”相当。这种天文学与地质学研究的“不谋而合”，表明地球上各层圈的重大变异，很可能与某种天文因素关系密切，是宇宙系统对地球系统影响的结果。

根据天文学的研究，地球存在近日点进动，即地球绕太阳公转的椭圆轨道，其长轴也在旋转，使地球的近日点与远日点在公转轨道上作旋进运动。这个近日点进动变化的周期平均为2.17万年(A.Berger，根据近80万年来的资料统计，在1.9万～2.3万年间变化)。地球自转的赤道面和绕太阳公转的黄道面之间的交角，称为黄赤交角。现在黄赤交角为23°26'21.448″(公元2000年的数值)。黄赤交角的变化范围在22°00'～24°30'之间，变化周期约为4.1万年。另外，地球还存在着绕太阳公转的轨道偏心率的变化，根据A.Berger()的研究结果，在最近160万年内地球轨道偏心率的变化具有相当明显的准10万年周期(约9.5万年)，地球的远日距离(1.52×108km)和近日距离(1.47×108km)与日地平均距离相比，变化最大可达5.7%;轨道偏心率也可减到极小，即地球公转轨道大约在4万年以后将可几乎接近正圆。上述三种地球运动的周期性，与米兰柯维奇研究的沉积旋回、海平面升降、冰期与间冰期周期的出现完全对应，并进而造成生态变迁、生物种群迁移以及土壤层发育等变化。因为上述地球轨道参数的变化，其实就是日地之间的距离与角度的变化，它使地球接受太阳辐射能的数量发生显著变化，从而对地球的气候、环境产生重大的影响。

太阳系的八大行星在绕太阳公转时，它们的相对位置有时可聚集在一个角度较小的范围内，接近于“直列”或“联珠”的状态。过去，一般讲的“八星汇聚”或“联珠”，是指以日心为坐标原点，八大行星运行到太阳的同一侧，且最外两颗行星的日心张角最小的情况。这种汇聚对地球环境的影响，一般认为是微不足道的。任振球(1990)发现，如果以地心为坐标原点，当太阳及其他所有行星都处在地球的同一侧，且最外两颗行星的视黄经差(也称地心张角)为最小时(图12-3)，这样一种八星汇聚与中国近5000年来的气候变迁有着相当好的对应关系。当八大行星地心汇聚处于冬半年，且地心张角小于或等于47°时，地球处于各种自然气象灾害严重的期，气温可下降3～5℃，沙漠扩大，气候干燥，大地震(6～8级)频发，海平面下降。这种以地心为坐标原点的八星汇聚，之所以对地球气候影响较大，完全是因为当太阳与其他七大行星都在地球的同一侧时(图12-3)，整个太阳系的质量中心朝着远离地球的方向移动，使太阳与地球之间的距离增大。如果这种现象又正好发生在地球上某一地区的冬半年，地球公转速度冬慢夏快，这样就可使该地区冬季延长(达3.58天)，接受太阳能的辐射量减少，出现寒冬、小冰期等气候寒冷的现象。如果八星地心汇聚发生在夏半年，则可引起地球公转半径夏长冬短、公转速度夏慢冬快，导致北半球出现夏长冬短气候变暖的趋势。北半球气候变暖，可促使冰川融化量增大，海平面因而升高。尽管仅就5000年很不完整的历史记录与资料，来讨论千年尺度的地球变化周期是困难的，对其机制更难以说清。不少天文学家不赞成各大行星的引力能够对地球产生较大影响，指出:所有行星对地球引力的总和仅及月球对地球引力的十万分之六。但上述解释对于开拓我们的思路仍然是有帮助的，值得进一步去探索。

图12-3 1982年11月2日八星地心汇聚的行星黄道位置(图中数字为地心视黄经)(据任振球，1990，修改)

地球自转时的瞬时旋转轴，在地球本体内作不大规则的圆周移动，这就是极移。极移的范围一般不超过12.2m(相当于±0.4″)。其周期性有不同的类型，如钱德勒摆动(1.174年=428.8天)为6～7年的平均振幅变化周期和29.8年(有的研究者得到的为30.65年或31.0年)较长期的振动。一般认为极移是由地球内核的振动所引起的。它可以影响到地球自转速度，进而引起气候、气温的变化。

每隔11年为太阳黑子剧烈活动的时期，这是大家都熟知的。太阳黑子的剧烈活动和耀斑暴发可引起太阳电磁辐射和微粒辐射强度的变化，在地球周围上空发生磁暴，引起中短期气候变化，甚至诱发地震。

地球绕太阳公转一周，引起一年内气候的周期性变化和生物生长季节的变化，这也是大家早已公认的事实。月球半月潮是由月球的引潮力所引起的。引潮力是地球上某一点受月球的引力和地球绕地月系质心运动的惯性离心力之合力。正是这种引潮力，造成了大气潮汐、海水潮汐(一般可使海水向上升高几米到19m之多)，以及固体潮(一般可使地表面升高几十厘米，特殊情况下可达1m左右)。这种半月潮可以在大气圈、水圈和地球内部各圈层中产生响应。

地球自转1周，即每一天的变化，可造成某地区接受太阳辐射量的日变化，生物体呈现“生物钟”现象，出现海水的半日潮以及固体潮等变化，但这种变化幅度相当小。

总之，地球上许多运动变化常可存在一定的周期性，周期有长有短，并且都是非线性变化的周期。各种时间尺度的周期还可互相叠加、互相影响，使周期性表现出十分复杂的演化过程。这些周期性，可能是整个宇宙系统对地球的影响和地球内部各圈层相互作用所造成的。

思考题

1.为什么必须要把地球当作一个开放的、具有整体性的动力系统来认识?

2.请根据前面已学的知识，概述地球各圈层之间的强相互作用。

3.地球为什么会沿着由简单到复杂、由低级到高级的进化过程发展?

4.地球演化为什么会表现出均变与灾变相继的复杂性?

5.根据地球自组织进化过程与非线性周期性演化的特点，你能否对地球的未来作出较科学的预测?

进一步阅读的书目

1.於崇文.1998.固体地球系统的复杂性与自组织临界性.地学前缘，5(34):159～182、347～368.

2.沃尔德罗·米歇尔.1995.复杂，陈玲译.19.北京:三联书店，505.

3.巴罗JD.1994.卞毓麟译.1995.宇宙的起源.上海:上海科学技术出版社，119.

4.欧阳自远，张福勤，林文祝等.1995.行星地球的起源和演化模式———地球原始不均一性的起源及其对后期演化的制约.地质地球化学，(5):11～15.

5.欧阳自远，王世杰，张福勤.19.天体化学:地球起源与演化的几个关键问题.地学前缘，4(3～4):175～183.

6.殷鸿福，徐道一，吴瑞棠.1988.地质演化突变观.武汉:中国地质大学出版社.202.

7.周瑶琪，吴智平，章大港，赵华刚.19.对地质节律与地球动力学系统的思考.地学前缘，4(3～4):85～94.

8.任振球.全球变化———地球四大圈层异常变化及其天文成因.1990.北京:科学出版社，226.

9.阿莱格尔CT.鲍道崇译.1989.陨石，地球，太阳系.北京:地质出版社，240.

10.Earth System Sciences Committee，NASA Advisory Council.1988.Earth System Science—A Closer View，National Aeronautics and Space Administration，Washington D.C.，208.

11.Kasting J F.1998.Origin of water on the Earth.Scientific American，9(3):16～22.

12.Rampino M R，Stothers R B..Geological rhythms and cometary impacts.Science，226:1426～1431.

13.Rampino M R，Stothers R B..Terrestrial mass extinctions:Cometary impacts and the Sun motion perpendicular to the galactic plane.Nature，308:709～712.

自地球诞生开始一共经理了几次气候变化？

地质时期为距今1万年前，气候波动变化，冷暖干湿交替，变化周期长短不一。温暖期较长，寒冷期偏短；湿润期与干旱期相互交替，但中生代以干旱为主，新生代以湿润为主。

历史时期为距今1万年以来到一两百年前，两次较大的波动公元前5000年到公元前1500年的温暖期，15世纪以来的寒冷期

影响：温暖期：冰盖缩小，海平面上升，热带亚热带范围扩大；寒冷期：农作物歉收或决收

近现代时期为一两百年以来，1、全球平均气温呈波动上升趋势2、陆地降水量显著变化3、雪盖和冰川面积减少4、全球平均海平面升高

地球的四季是怎么产生的

气候变化大概经历了八九十兆兆兆亿次吧。

气候剧变大概经历了将近八九十次，其实每一次地球内部、外部的剧烈运动都会带来气候的巨大变化。

距离现在三亿五千万年前的第四代人类就是因为一颗巨大的流行撞击地球而造成的冰河世纪提早到来而灭绝的，第三代、第二代人类已经形成了人类社会和原始的文明。但因为气候的剧变造成了人类及主要动植物的灭绝。

地球轨道参数的变化与米兰柯维奇学说

地球的四季产生是由于地球公转和倾斜引起的。

1.地球的公转运动

地球绕着太阳公转，一年约为365.25天。这意味着地球需要大约一年的时间来完成一次公转运动。地球绕着太阳的轨道是椭圆形的，而不是完全圆形。

2.地球的倾斜

地球的轴与其公转平面之间存在一个倾斜。这个倾斜角度约为23.5度，称为地球的倾角或黄赤交角。这个倾斜使得地球在公转过程中，不同地区在不同时间接收到的阳光量有所变化。

3.太阳直射点的变化

由于地球的公转和倾斜，太阳的直射点在地球上移动。当地球的南半球向太阳倾斜时，南半球将迎来夏季，北半球则进入冬季。而当地球的北半球向太阳倾斜时，北半球将迎来夏季，南半球则进入冬季。

4.昼夜长度的变化

随着太阳直射点的变化，不同地区的昼夜长度也发生变化。在夏季，太阳直射点接近地球的某个纬度，这使得该纬度附近的地区白天较长，黑夜较短。而在冬季，太阳直射点偏离该纬度，导致白天较短，黑夜较长。

5.温度和气候的差异

由于太阳光照强度和昼夜长度的变化，不同地区的温度和气候也会发生变化。当地区接收到更多太阳能量时，温度相对较高，气候较为炎热；而当地区接收到的太阳能量较少时，温度较低，气候较寒冷。

6.季节的周期性变化

地球的四季是以一年为周期的，根据太阳直射点和地球公转的变化而发生。每个季节的持续时间大致相等，每个季节的开始和结束时间会有所变化。

总结：

地球的四季产生是由于地球的公转和倾斜引起的。地球的公转使得太阳光照强度和昼夜长度发生变化，而地球的倾斜则导致太阳直射点的移动和不同地区的温度、气候变化。因此，地球的四季是自然界周期性变化的结果，也是地球生态系统和生物多样性维持的重要因素之一。

在地球绕太阳的运行过程中，除主要受太阳的引力作用外，还受到月球及相邻大行星的弱引力（或称摄动）作用，这使得地球绕太阳运行的轨道偏心率、赤黄交角和岁差这些轨道参数都会随时间发生缓慢地变化，并具有一定的周期性；它们的变化均会引起地球接受太阳辐射量的整体性与地区性变化，进而导致地球上的气候及相关地质作用的变化。

地球绕太阳运转的轨道呈椭圆形，太阳位于椭圆轨道的一个焦点上，椭圆轨道偏离正圆的程度称为偏心率（偏心率＝（椭圆长半径-短半径）/长半径）。地球的轨道偏心率变化于0.005～0.06之间，变化的短周期约为9.6万年、长周期约为40万年（图10-13）。目前地球轨道的偏心率为0.0167。地球分别处于近日点和远日点时，日照量的差别为7%，偏心率愈大，差异愈大。

图10-13 地球轨道参数变化及其周期性

（据张兰生等，2000，简化并略有修改）

地球自转的赤道面和绕太阳公转的黄道面之间的交角称为赤黄交角，现代的赤黄交角约为23°26′。研究表明，近几百万年来，赤黄交角的变化范围为21°39′～24°36′，变化周期约为4.1万年（图10-13）。赤黄交角影响地球上不同纬度和不同季节的气候差异程度的大小，赤黄交角越大，冬季和夏季的差异越大。赤黄交角变化对极区影响最大，若赤黄交角减小，极地地区变暖，反之，极地地区变得更为寒冷。

地球绕太阳公转一周会导致季节的春、夏、秋、冬变化，这种季节变化的周期就是回归年。但在1回归年的时间内，地球并没有绕太阳完整公转一周，而是差一点；地球绕太阳完整公转一周的时间称为1恒星年；这种回归年与恒星年的差异被称为岁差。岁差现象的产生主要是地轴发生进动的结果（图10-13）。在物理学中，将自转物体的转动轴环绕另一个轴作圆锥形运动的现象称为进动（如地面上玩具陀螺的倾斜自转轴同时绕地面铅垂线作圆锥形转动一样）。地轴进动表现为地球作逆时针自转和公转的同时，地轴还绕黄道面的法线（称黄轴）作圆锥形的极缓慢顺时针转动（从天球北极俯视）。当地球完整公转一周时（1恒星年），地轴顺时针进动的角度约为50.3″（如图10-14中夸大表示为地轴从位置Ⅰ进动到Ⅱ）。这样可导致地球上某一特定地区的太阳光直射点在地球还没有完整公转一周时便略微提前到来。因此，以春分点为参考点度量的回归年（365.2422 d）比恒星年（365.2564 d）要少0.0142 d，即短20 min26.9 s。岁差的存在使地球在公转轨道上的春分点（或秋分点、夏至点、冬至点）作缓慢的顺时针迁移，其迁移一周的岁差变化周期约为2.1万年（图10-13）。岁差可导致地球近日点时间的变化，现在地球在1月位于近日点、7月位于远日点，全球1月的日照量大于7月，从而使北半球冬季稍暖、夏季稍凉，而南半球冬季更冷、夏季更热。大约1.05万年后，当近日点出现在7月时，情况将发生相反变化。

图10-14 一年中地轴绕黄轴（竖直虚线）的进动示意图

（据刘南，1987）

20世纪早期（1920年），前南斯拉夫学者米兰柯维奇（Milankovich）深入研究了上述地球轨道参数变化对全球气候变化的可能影响，并提出地球轨道参数的周期性变化可以改变地表的日照量，足以导致冰盖的大规模进退，是形成第四纪冰期和间冰期更替的主要原因。米兰柯维奇的观点虽然较好地解释了第四纪冰期-间冰期变化的主要驱动因素，但由于当时还缺乏除冰川之外的其他方面的实证而未被普遍接受。随着后来一些与全球古气候环境变化相关的地质作用的深入研究，如深海沉积旋回、海平面升降、浅海珊瑚礁阶地的堆积（或生长）旋回、黄土与古土壤的发育旋回等，大量的证据揭示了第四纪全球古气候及其相关地质作用的周期性变化与地球轨道参数变化的高度相关性，使得米兰柯维奇的观点得到广泛接受，并称之为米兰柯维奇学说。