气候及其变化的原因
由于纬度和地面条件的不同，地球不同地区的气候各有特点。气候可以分成几个区域。气候带是气候区划的最大单位。因为控制气候的最主要因素是太阳辐射和大气环流，所以气候带是沿着纬度带分布的。目前全球通常分为四类:热带(大致在北回归线，南北纬25°之间)、亚热带(南北纬25 ~ 35°之间)、温带(南北纬35 ~ 60°之间)、寒带(南北纬60°与极地之间)，共7个气候带。气候带也可以分为几种气候类型。
在很长一段时间内，随着时间的推移，不同地质时期的气候和气候带都在发生变化。如果以气温为标志，我们可以看到地球进化史上全球气温大起大落。冰川过去不仅覆盖极地和高纬度地区，也覆盖中低纬度地区，这被称为冰期。大冰期和相对温暖的气候之间的时期称为间冰期。大冰期时，气候并不总是同样寒冷，但仍时有变化，可以划分出几个小冰期和相对温暖的小间冰期。
过去地球的温度和温暖的变化主要是通过研究能够指示气候特征的地质和历史数据来了解的。新元古代以前(8-6亿年前)，可考证的资料不多，但发现了冰川活动的痕迹。现已发现，新元古代以来有三次大冰期:第一次冰期发生在新元古代(可细分为两次冰期)；第二次冰期发生在古生代末；第三次冰期始于第四纪早期。最冷的时候，全球大陆的20% ~ 30%被冰川覆盖。约1000年前，第四纪冰川开始退缩，现在已经萎缩到仅覆盖约10%的大陆面积。总的趋势是变暖，人们把这个变暖的时期称为后冰期。在第四纪冰期，气候发生了多次变化，冰川有时会扩大，但仍有波动(图4-6)。
图4-6新生代气候变化历史
为什么气候变化很大，甚至出现了冰河期？曾经有人认为是太阳黑子活动的增加或减少导致了冰河期的出现。当然，太阳辐射强度的变化会对地球上的气候产生影响。已经多次观察到，太阳黑子的增多，也就是活动强烈的时候，会引起气候异常。但是，太阳辐射量是否能够改变到足以导致一个冰河时代，这可能是困难的。有人认为是由于地球自转轴倾角的变化，使地球相对于太阳的照射角度发生变化，从而增加或减少了来自太阳的辐射量。其中，来自塞尔维亚的天文学家米兰科维奇(M.Milankovitsch)就是杰出的代表。根据70万年以来中纬度地区太阳辐射的变化，他发现地球气候变化的数万年周期与地球运动的三个轨道要素[轨道的偏心率、黄道面与赤道面的交角、轨道近日点的进动(也叫岁差)]是一致的。也有人认为，三大冰期的间隔大致相当于太阳系绕银河系中心一周的时间。人们认为，当太阳系进入有稠密星际尘埃的区域时，太阳的辐射被这些尘埃阻挡，减少了在地球上获得的热量，从而产生了冰河时代。此外，还有一种可能是，如果地球被巨大的陨石撞击，大量尘埃进入大气层，阻挡了太阳的辐射，气候转冷(详见第十二章)。地球岩石圈的运动引起陆地和海洋分布的剧烈变化，生物活动尤其是人类活动对气候变化有重要影响，本书相关章节将单独讨论。
思考问题
1.为什么地球上可以有这样的大气层？
2.影响地球气候的因素有哪些？
3.现在地球气候的发展趋势是怎样的？
进一步阅读的参考书目
1.周淑真。1996.气象学和气候学。北京:高等教育出版社。
2.巴里HG，快乐KJ。(1976), 1984.大气、天气和气候。北京:高等教育出版社。
3.竺可桢。1979.竺可桢文集(相关章节)。北京:科学出版社。
4.科比E.1997。刘东升等2004。气候过程和气候变化。北京:科学出版社。