1.研究地质历史时期气候变化的方法有哪些

2.气候变化的地温研究方法

气候变化法中的可持续发展原则_气候变化法

《联合国气候变化框架公约》是1992年5月22日联合国间谈判委员会就气候变化问题达成的公约,于1992年6月4日在巴西里约热内卢举行的联合国环发大会(地球首脑会议)上通过。《联合国气候变化框架公约》是世界上第一个为全面控制二氧化碳等温室气体排放,以应对全球气候变暖给人类经济和社会带来不利影响的国际公约,也是国际社会在对付全球气候变化问题上进行国际合作的一个基本框架。

《联合国气候变化框架公约》(UnitedNationsFrameworkConventiononClimateChange,简称《公约》)是1992年5月在联合国纽约总部通过的,同年6月在巴西里约热内卢举行的联合国环境与发展大会期间正式开放签署。《公约》的最终目标是“将大气中温室气体的浓度稳定在防止气候系统受到危险的人为干扰的水平上”。

《公约》是世界上第一个为全面控制二氧化碳等温室气体排放,应对全球气候变暖给人类经济和社会带来不利影响的国际公约,也是国际社会在应对全球气候变化问题上进行国际合作的一个基本框架。目前已有192个国家批准了《公约》,这些国家被称为《公约》缔约方。此外,欧盟作为一个整体也是《公约》的一个缔约方。

《公约》缔约方作出了许多旨在解决气候变化问题的承诺。每个缔约方都必须定期提交专项报告,其内容必须包含该缔约方的温室气体排放信息,并说明为实施《公约》所执行的及具体措施。

《公约》于1994年3月生效,奠定了应对气候变化国际合作的法律基础,是具有权威性、普遍性、全面性的国际框架。

《公约》由序言及26条正文组成。它指出,历史上和目前全球温室气体排放的最大部分源自发达国家,发展中国家的人均排放仍相对较低,因此应对气候变化应遵循“共同但有区别的责任”原则。根据这个原则,发达国家应率先取措施限制温室气体的排放,并向发展中国家提供有关资金和技术;而发展中国家在得到发达国家技术和资金支持下,取措施减缓或适应气候变化。

法律依据

《全国人民代表大会常务委员会关于批准《联合国气候变化框架公约》的决定》

第七届全国人民代表大会常务委员会第二十八次会议决定:批准院总理代表中华人民共和国于1992年6月11日在里约热内卢签署的《联合国气候变化框架公约》。

研究地质历史时期气候变化的方法有哪些

气候变化是指长时期内气候状态的变化。通常用不同时期的温度和降水等气候要素的统计量的差异来反映。变化的时间长度从最长的几十亿年至最短的年际变化。

气候变化(Climate change)是指气候平均状态统计学意义上的巨大改变或者持续较长一段时间(典型的为30年或更长)的气候变动。气候变化不但包括平均值的变化,也包括变率的变化。气候变化一词在间气候变化专门委员会(IPCC)的使用中,是指气候随时间的任何变化,无论其原因是自然变率,还是人类活动的结果。这有别于《联合国气候变化框架公约》中的用法。在公约中,气候变化是指“经过相当一段时间的观察,在自然气候变化之外由人类活动直接或间接地改变全球大气组成所导致的气候改变。”

主要表现

《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC)第一款中,UNFCCC将因人类活动而改变大气组成的“气候变化”与归因于自然原因的“气候变率”区分开来。气候变化(climate change)主要表现为三方面:全球气候变暖(Global Warming)、酸雨(Acid Deposition)、臭氧层破坏(Ozone Depletion),其中全球气候变暖是人类目前最迫切的问题,关乎到人类的未来!

气候变化的地温研究方法

研究地质历史时期气候变化的方法有考查“地质历史时期”的概念。

资料扩展:

地质时期(Geologic time scale)指地球历史中有地层记录的一段漫长的时期。由于已经发现地球上最老的地层同位素年龄值约46亿年左右。因此,一般以46亿年为界限,将地球历史分为两大阶段,46亿年以前阶段称为“天文时期”或“前地质时期”,46亿年以后阶段称为“地质时期”。

介绍

从地球成为一个独立的行星体起到人类历史有文字记载开始之前,地球历史中有岩层记录的一段漫长时期。已经发现的最老地层,其同位素年龄值为46亿年左右,46亿年以前,叫作天文时期,以后的整个阶段,叫地质时期。地质时期是地史学研究的主要时期,故又称地史时期。

地壳形成时期

这一时期是由地表熔融物质凝固开始到有沉积岩形成的一段地质时间。熔融物质凝固形成收缩,在地表形成张裂沟谷高山。宇宙天体撞击,在地表形成大坑洼地。

随着温度降低,熔融物质凝固过程中产生的水流动汇聚到张裂沟谷和大坑洼地中,产生的气留在地球表面,形成大气圈。地核俘获宇宙物质的不均,地表各处温度高低不均产生大气流动。在这一地质时期,地表形成了沟谷高山、大坑洼地,有了水和大气,产生了风化、剥蚀和搬运作用,开始形成沉积岩。

进入太阳系前

这一时期是地壳已经形成到地球进入太阳系前的一段地质时间。这是一段没有阳光的地质时期。在这一段的前期,地壳的风化、剥蚀、搬运和沉积作用强,高山被剥低,在沟谷和坑洼地中沉积了巨厚的原始沉积。

在这一段的后期,地壳活动变弱,地表温度渐渐降低,到了冰点以下,形成全球性的冰川。在生物界,降落在地球上的原核生物开始复活和繁殖。由于没有阳光,其他降落到地球上的植物和动物处于休眠状态。

早在1923年,美国地质学家(Lane E C)提出地表温度变化的信息向地下传播以瞬态变化的形式叠加在稳定的地温场上。1934年Hotchkiss W O和Ingersoll L R第一次利用钻孔温度测井数据计算了地表温度。随着全球变化日益突出,1990年美国地球物理学会(U)秋季年会专门组织“从钻孔温度推断气候变化”的专题讨论会;1991年国际大地测量及地球物理联合会(IUGG)20届大会上也专门组织了讨论会。国际热流委员会组建了全球变化工作委员会,推动其发展。

长周期的地表温度变化通过岩石的热传导,传入地下一定深度,成为地表气温变化的信息储存库。所以,钻孔地温测井资料是研究地表温度变化历史的理论基础。

如果不考虑地表温度变化,则在时间t=t0时,原始地温随深度变化为一条直线,并有相应的地表温度t0(见图7.1.1),而地温梯度为一常数g0。由于地表气温变化,定气温升高,由t0变为t1并一直延续至今即t=t1。则在地表层不太深的范围内,原始地温叠加有地表气温,总的温度变化成曲线,如图7.1.1中虚线所示,并可显示出相应的地温梯度。根据这样的原理,现今根据钻孔地温测量,获得地下不同深度处的地温和地温梯度等相关数据,根据热传导微分方程,即可求出该处在t0到t1时间,地表气温上升幅度(即Δt=t1-t0)。

为计算方便,定地层为无限大水平层状均匀介质,其导热率为k(z);岩石单位体积热容量为ρc(z);岩石放射性生热率为φ(z)。则有地表温度影响的地下任意深度(z)任一时刻(t)的温度为浓度和时间的函数t(z,t),可以认为是地温稳态温度T地(z)和地表气温瞬态变化叠加的函数T表(z,t)两部分组成,即

环境地球物理学概论

式(7.1.1)即为式(2.7.11)热传导微分方程的一个形式。

如果z=0处,T地(0)=t0;由式(2.7.1)地热流密度表达式中,当z→∞时,-k(z)=qb 为背景大地热流密度。则式(7.1.1)和式(2.7.13)相似,变为泊松方程

图7.1.1 地温变化示意图

环境地球物理学概论

表示该温度为稳态场。即为地热背景温度场。

式(7.1.1)中T表(z,t)为热传导的傅里叶微分方程:

环境地球物理学概论

边界条件为

环境地球物理学概论

初始条件为:T表(z,0)=0,式中TS(t)为地表温度的瞬态分量。

总的地表气温随时间变化为

环境地球物理学概论

也就是在钻孔测量资料中去除稳态的大地热流密度,余下的为瞬态地表气温变化温度。

图7.1.2(a)是上海气象台1880~1980年平均气温记录,可以看出有逐年升高趋势。图7.1.2(b)是根据气象模型计算的地表层温度随深度变化曲线,可以清楚看出地表层一定深度范围内有温度变化。理论计算表明,深度500 m左右的地温变化能反映近100 a以来的气温变化。

全球变化研究表明,在过去1个世纪中气温大约增高0.6℃。表明温室气体使全球变暖。许多研究在全球不同地区,得到基本相同数量级的结论。大致在0.3~0.8℃范围,美国Lachenbruch等人,在阿拉斯加北部对大量钻孔温度数据进行研究,结论是该地区过去近100 a来气温增高2~4℃;捷克地球物理研究所所长(Cermak)博士研究古巴30多个钻孔测温资料,指出过去200~300 a间气温增高2~3℃,加拿大魁北克大学教授Mareschal等研究加拿大中东部大量钻孔测温资料报道该区过去100~200 a气温增高1~2℃,此外还报道有加拿大北部极地百年变化(3℃/100 a);美国西部(0.6℃/100 a);中北部(0.5~2℃/100 a);南美[2~3℃/(50~150)a]。

图7.1.2 气温及地表层温度变化

利用四川攀西地区两个钻孔(ZK106,ZK202)测温资料进行反演计算得出该地区古气温变化,与上海气象台记录的气温对比,如图7.1.3所示。因钻孔上部有裂隙水活动,有的数据难以使用(只能剔除)。两个相距200 km的钻孔测温数据表明,该地区在1600~1920年期间地表气温升高1℃,而且这一结果与上海气象台的实际纪录(图中细线)相一致。图7.1.3中内镶图为上海台记录与钻孔资料反演结果对比的放大图。

图7.1.3 四川攀西地区气温变化

理论计算表明,地表气温变化影响地下温度变化,大约每10 a向下深入30~40 m,每百年深入100~150 m。利用地温变化反演古气温变化可达几个世纪。

有些地区的地温资料研究结果的结论是气温降低。经研究在加拿大地区气温增高起始时间大约是1890年,而在500 a前曾经历过气温下降的变冷时期,这与同位素δ18O研究结果相一致。

由地温变化推断气温变化是一项难度很大的工作,干扰因素也比较多,需要仔细的研究资料。