astronomical factors which have been identified as of probable importance, with all three occurring in a cyclic manner. Firstly, Earth’s orbit around the sun is not a perfect circle but an ellipse. If the orbit were a perfect circle then the summer and winter parts of the year would be equal in length. With greater eccentricity the length of the seasons will display a greater difference. Over a period of about 96,000 years, the eccentricity of Earth’s orbit can ‘stretch’ by departing much further from a circle and then revert to almost true circularity. Secondly, changes take place in the ‘precession of the equinoxes’, which means that the time of year at which the earth is nearest the sun varies. The reason is that Earth wobbles like a child’s top and swivels round its axis. This cycle has a periodicity of about 21,000 years. Thirdly, changes occur, with a periodicity of about 40,000 years, in the ‘obliquity of the elliptic’ – the angle between the plane of Earth’s orbit and the plane of its rotational equator. This movement has been likened to the roll of a ship with a tilt varying from 21°39′ to 24°36′. The greater the tilt, the more pronounced is the difference between winter and summer. These three cycles comprise what is often called the Milankovitch or Orbital Theory of climatic change. They have a temptingly close similarity in their periodicity to the durations of climatic change associated with the many glacials and interglacials of the past 1.6 million years. Indeed, they have been termed the ‘pace-maker of the ice ages’. Once the incoming solar radiation reaches the atmosphere, its passage to the surface of Earth is controlled by the gases, moisture, and particulate matter that are present. Essential importance has been attached to the role of dust clouds emitted from volcanoes. These could increase the backscattering of incoming radiation and thus promote cooling. Volcanic dust veils produced by, for example, the eruption of Krakatoa in the 1880s and by Mount Pinatubo in 1991 caused global cooling for a matter of a few years. However, changing levels of volcanic activity are not the only way in which changes in atmospheric transparency might occur. For example, dust can be emplaced into the atmosphere by the wind erosion of fine-grained sediment and soil, and we know from the extensive deposits of wind-laid silts (loess) of glacial age that THIC07 197 06/20/2005, 02:18PM 198 CHAPTER 7 during the glacial maxima the atmosphere was probably very dusty, contributing to global cooling. Carbon dioxide, methane, nitrous oxide, sulfur dioxide, and water vapor can also modify the receipt of solar radiation. Particular attention has focused in recent years on the role of carbon dioxide (CO2) in the atmosphere. This gas is virtually transparent to incoming solar radiation but absorbs outgoing terrestrial infrared radiation – radiation that would otherwise escape to space and result in heat loss from the lower atmosphere. In general, through the mechanism of this so-called greenhouse effect, low levels of CO2 in the atmosphere would be expected to lead to cooling, and high levels would be expected to produce a ‘heat trap’. The same applies to levels of methane and nitrous oxide, which, molecule for molecule, are even more effective greenhouse gasses than CO2. Recently it has proved possible to retrieve CO2 from gas bubbles preserved in layers of ice in deep ice-cores drilled from the polar regions. Analyses of changes in CO2 concentrations in these cores have provided truly remarkable results and have demonstrated that CO2 changes and climatic changes have progressed in approximate synchroneity over the past 800,000 years (EPICA, 2004). Thus the last interglacial around 120,000 years ago was a time of high CO2 levels, and the last glacial maximum around 18,000 years ago of low CO2 levels, and the early Holocene a time of very rapid rise in CO2 levels. The reasons for the observed natural change in greenhouse gas concentrations are still the subject of active scientific research. Once incoming radiation from the sun reaches the surface of Earth it may be absorbed or reflected according to the nature of the surface, and in particular according to whether it is land or water, covered in vegetation or desert, and whether it is mantled by snow. The effect of the received radiation on climate also depends on the distribution and altitude of landmasses and oceans. These too are subject to change in a wide variety of ways – the plates that comprise Earth’s crust are ever moving, mountain belts may grow or subside, and oceans and straits open and close. These processes shift areas into new latitudes, transform the world’s wind belts, and modify the climatically very important ocean currents. In this discussion of causes it is also crucial to consider feedbacks. Such feedbacks are responses to the Figure 7.2 Air pollution in Cape Town, South Africa. The combustion of fossil fuels, including coal, to generate electricity and to power vehicles, is a major cause not only of local air pollution but also of the increase in greenhouse gas loadings in the atmosphere. original forcing factors that act either to increase or intensify the original forcing (we call this positive feedback) or to decrease or reverse it (negative feedback). Clouds, ice and snow, and water vapor are three of the most important feedback mechanisms. An example of a positive feedback is the role of snow. Under cold conditions this falls rather than rain, it changes the albedo (reflectivity) of the ground surface and causes further cooling of the air above it. Finally, it may well be that the atmosphere and the oceans possess a degree of internal instability that furnishes a built-in mechanism of change so that some small and random change might, through the operation of positive feedbacks and the passage of thresholds, have extensive and long-term effects. Small triggers might have large consequences. While humans are at present incapable of modifying some of these natural mechanisms of climate change – the output of solar radiation, the presence of fine interstellar matter, Earth’s orbital variations, volcanic eruptions, mountain building, and the overall pattern of land masses and oceans – there are some key areas where humans may be capable of making significant changes to global climates (Figure 7.2). The most important categories of influence are in terms of the chemical composition of the atmosphere and the albedo of Earth’s surface, although, as the following list of possible mechanisms shows, there are some others that also need to be considered.
Thiên văn học các yếu tố đó đã được xác định theo có thể xảy ra tầm quan trọng nhất, với tất cả ba xảy ra một cách cyclic. Trước hết, quỹ đạo của trái đất quanh mặt trời là không một vòng tròn hoàn hảo nhưng một ellipse. Nếu quỹ đạo là một vòng tròn hoàn hảo sau đó các bộ phận mùa hè và mùa đông của năm sẽ được bình đẳng trong chiều dài. Với độ lệch tâm lớn hơn chiều dài của các mùa sẽ hiển thị một sự khác biệt lớn. Trong một khoảng thời gian khoảng 96.000 năm, độ lệch tâm quỹ đạo của trái đất có thể 'mở rộng' bởi khởi hành nhiều hơn nữa từ một vòng tròn và sau đó trở lại gần như thực dụng vòng tròn. Thứ hai, thay đổi diễn ra tại 'tuế sai của the equinoxes', có nghĩa là rằng thời gian của năm mà trái đất là gần nhất mặt trời thay đổi. Lý do là rằng trái đất wobbles như một đứa trẻ đầu và xoay quanh trục của nó. Chu kỳ này có tính chu kỳ khoảng 21.000 năm. Thứ ba, thay đổi xảy ra, với một tính chu kỳ khoảng 40.000 năm, trong 'obliquity của các elip'-góc giữa mặt phẳng quỹ đạo của trái đất và mặt phẳng xích đạo quay của nó. Phong trào này đã được so sánh với các cuộn của một con tàu với một độ nghiêng khác nhau từ 21 ° 39′ đến 24 ° 36′. Lớn hơn độ nghiêng, càng có nhiều phát âm là sự khác biệt giữa mùa đông và mùa hè. Ba chu kỳ bao gồm những gì thường được gọi là Milankovitch hoặc quỹ đạo lý thuyết của sự thay đổi khí hậu. Họ có một điểm giống nhau temptingly đóng trong của tính chu kỳ để thời gian của sự thay đổi khí hậu liên quan đến nhiều glacials và đông của 1,6 triệu năm qua. Thật vậy, họ đã được gọi là các 'tốc độ-nhà sản xuất của kỷ băng hà'. Khi bức xạ mặt trời đến đạt đến bầu không khí, đoạn văn của mình để bề mặt của trái đất được điều khiển bởi khí, độ ẩm, và hạt vật chất có mặt. Tầm quan trọng thiết yếu đã được gắn liền với vai trò của các đám mây bụi phát ra từ núi lửa. Đây có thể tăng backscattering đến bức xạ và do đó thúc đẩy làm mát. Núi lửa bụi veils được sản xuất bởi, ví dụ, vụ phun trào của núi lửa Krakatoa trong thập niên 1880 và bởi Núi Pinatubo năm 1991 gây ra toàn cầu làm mát cho một vấn đề của một vài năm. Tuy nhiên, thay đổi cấp độ của hoạt động núi lửa là không cách duy nhất mà trong đó những thay đổi trong khí quyển minh bạch có thể xảy ra. Ví dụ, bụi có thể được emplaced vào khí quyển bởi sự xói mòn gió của trầm tích hạt mịn và đất, và chúng tôi biết từ các trầm tích rộng lớn của gió-đặt đ1 (cao) băng tuổi đó THIC07 197 06/20/2005, 02:18 PM 198 chương 7 trong băng maxima không khí có lẽ rất bụi, góp phần vào làm mát toàn cầu. Carbon dioxide, metan, nitơ, điôxít lưu huỳnh và hơi nước cũng có thể sửa đổi khi nhận được bức xạ mặt trời. Đặc biệt chú ý đã tập trung vào những năm gần đây về vai trò của khí carbon dioxide (CO2) trong khí quyển. Khí này là hầu như trong suốt cho đến bức xạ mặt trời nhưng hấp thụ bức xạ hồng ngoại trên đất liền đi-bức xạ nào nếu không thoát khỏi không gian và dẫn đến việc mất nhiệt từ khí quyển thấp. Nói chung, thông qua cơ chế này cái gọi là hiệu ứng nhà kính, mức thấp của CO2 trong khí quyển sẽ được dự kiến sẽ dẫn đến làm mát, và mức độ cao sẽ được dự kiến sẽ sản xuất một cái bẫy nhiệt'. Cùng áp dụng cho các cấp của metan và nitơ oxit, trong đó, các phân tử cho phân tử, có gasses nhà kính hơn hiệu quả hơn CO2. Gần đây nó đã chứng minh có thể truy xuất khí CO 2 từ bong bóng khí bảo quản trong lớp băng trong sâu băng-lõi khoan từ các vùng cực. Phân tích của những thay đổi trong nồng độ CO2 trong những lõi đã cung cấp kết quả thật sự đáng kể và đã chứng minh rằng CO2 thay đổi và thay đổi khí hậu có tiến triển trong khoảng synchroneity trong những năm qua 800.000 (EPICA, năm 2004). Vì thế gian băng qua khoảng 120,000 năm trước đây là một thời gian cao mức độ CO 2, và tối đa băng qua khoảng 18.000 năm trước của thấp mức độ CO 2, và thế Holocen đầu một thời gian rất nhanh chóng nổi lên ở mức độ CO 2. Những lý do cho sự thay đổi tự nhiên quan sát trong nồng độ khí nhà kính vẫn là chủ đề của hoạt động nghiên cứu khoa học. Sau khi đến bức xạ từ mặt trời đạt trên bề mặt của trái đất nó có thể được hấp thụ hoặc phản ánh theo bản chất của bề mặt, và đặc biệt theo cho dù đó là đất hoặc nước, được bảo hiểm trong thảm thực vật hoặc sa mạc, và cho dù nó mantled bởi tuyết. Tác dụng của bức xạ đã nhận về khí hậu cũng phụ thuộc vào phân phối và độ cao của vùng đất và đại dương. Đây cũng là tùy thuộc vào sự thay đổi trong nhiều cách khác nhau-các mảng bao gồm vỏ trái đất bao giờ di chuyển, núi có thể phát triển hoặc giảm dần, và đại dương và eo biển mở và đóng. Các quá trình thay đổi khu vực vào mới vĩ độ, biến đổi của thế giới gió thắt lưng, và sửa đổi dòng đại dương climatically rất quan trọng. Trong cuộc thảo luận này của nguyên nhân đó là cũng rất quan trọng để xem xét thông tin phản hồi. Các thông tin phản hồi là hồi đáp tới con số 7.2 không khí ô nhiễm tại Cape Town, Nam Phi. Đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, bao gồm cả than, để tạo ra điện và để xe điện, là một nguyên nhân chính không chỉ của địa phương máy ô nhiễm, nhưng cũng có sự gia tăng trong khi khí nhà kính trong khí quyển. Ban đầu buộc yếu tố rằng hành động hoặc tăng hoặc tăng cường các ban đầu buộc (chúng tôi gọi này phản hồi tích cực) hoặc để giảm hoặc đảo ngược nó (phản hồi tiêu cực). Đám mây, nước đá và tuyết, và hơi nước là ba trong số các cơ chế phản hồi quan trọng nhất. Một ví dụ về thông tin phản hồi tích cực là vai trò của tuyết. Dưới điều kiện lạnh này rơi thay vì mưa, nó thay đổi suất phản chiếu (phản xạ) của bề mặt đất và nguyên nhân hơn nữa làm mát của không khí trên nó. Cuối cùng, nó cũng có thể là rằng khí quyển và đại dương có một văn bằng của sự mất ổn định nội bộ furnishes một cơ chế được xây dựng trong thay đổi để cho một số thay đổi nhỏ và ngẫu nhiên có thể, thông qua sự vận hành của phản hồi tích cực và thông qua ngưỡng, có tác dụng lâu dài và rộng lớn. Nhỏ gây nên có thể có những hậu quả lớn. Trong khi con người tại hiện nay không có khả năng sửa đổi một số các cơ chế tự nhiên của biến đổi khí hậu-đầu ra bức xạ mặt trời, sự hiện diện của tốt vật chất liên sao, trái đất biến thể quỹ đạo, núi lửa phun trào, núi xây dựng, và các mô hình tổng thể của khối đất và đại dương-có một số lĩnh vực chính mà con người có thể có khả năng thực hiện thay đổi đáng kể đến toàn cầu khí hậu (hình 7.2). Các loại quan trọng nhất của ảnh hưởng là trong điều khoản của thành phần hóa học của khí quyển và suất phản chiếu bề mặt của trái đất, mặc dù, như danh sách dưới đây cho thấy có thể cơ chế, có là một số người khác mà cũng cần phải được xem xét.
đang được dịch, vui lòng đợi..
các yếu tố thiên văn đã được xác định là có tầm quan trọng có thể xảy ra, với cả ba diễn ra một cách tuần hoàn. Thứ nhất, quỹ đạo của Trái đất quanh mặt trời không phải là một vòng tròn hoàn hảo nhưng một hình elip. Nếu quỹ đạo là một vòng tròn hoàn hảo sau đó vào mùa hè và mùa đông phần của năm sẽ bằng chiều dài. Với độ lệch tâm lớn hơn chiều dài của các mùa sẽ hiển thị một sự khác biệt lớn. Trong một khoảng thời gian khoảng 96.000 năm, độ lệch tâm của quỹ đạo của Trái đất có thể 'căng' bởi khởi hành nhiều hơn nữa từ một vòng tròn và sau đó trở lại tuần hoàn hầu như đúng. Thứ hai, những thay đổi diễn ra trong 'tiến động của các điểm phân', có nghĩa là thời gian của năm mà trái đất là gần mặt trời khác nhau. Lý do là Trái đất lắc lư như đầu của một đứa trẻ và xoay quanh trục của nó. Chu kỳ này có một chu kỳ khoảng 21.000 năm. Thứ ba, thay đổi xảy ra, với một chu kỳ khoảng 40.000 năm, trong 'nghiêng của elip' - góc giữa mặt phẳng quỹ đạo của Trái đất và mặt phẳng của đường xích đạo quay của nó. Phong trào này đã được so sánh với các cuộn của một con tàu với một độ nghiêng khác nhau từ 21 ° 39 'đến 24 ° 36'. Việc lớn hơn độ nghiêng, các rõ rệt hơn sự khác biệt giữa mùa đông và mùa hè. Những ba chu kỳ bao gồm những gì thường được gọi là Milankovitch hoặc Orbital Lý thuyết của sự thay đổi khí hậu. Họ có một tương temptingly gần trong chu kỳ của họ với thời lượng của biến đổi khí hậu liên quan đến nhiều glacials và interglacials của 1,6 triệu năm qua. Thật vậy, họ đã được gọi là "tốc độ-hãng sản xuất của thời kỳ băng hà '. Sau khi bức xạ mặt trời đến đạt đến bầu khí quyển, được thông qua vào bề mặt của Trái đất được điều khiển bằng khí, độ ẩm, và các hạt vật chất hiện hữu. Tầm quan trọng thiết yếu đã được gắn liền với vai trò của những đám mây bụi phát ra từ núi lửa. Đây có thể tăng tán xạ ngược của bức xạ tới và do đó thúc đẩy làm mát. Mạng che bụi núi lửa tạo ra bằng cách, ví dụ, sự phun trào của Krakatoa vào những năm 1880 và bởi núi lửa Pinatubo vào năm 1991 gây ra nhiệt toàn cầu cho một vấn đề của một vài năm. Tuy nhiên, mức độ thay đổi của hoạt động núi lửa không phải là cách duy nhất mà thay đổi trong suốt khí quyển có thể xảy ra. Ví dụ, bụi có thể được emplaced vào khí quyển do sự xói mòn gió phù sa và đất hạt mịn, và chúng ta biết từ các mỏ rộng lớn của bùn gió-sa (hoàng thổ) của tuổi băng mà THIC07 197 2005/06/20, 02 : 18PM 198 CHƯƠNG 7 trong maxima băng không khí có lẽ là rất nhiều bụi, góp phần làm mát toàn cầu. Carbon dioxide, methane, nitrous oxide, sulfur dioxide và hơi nước cũng có thể thay đổi nhận bức xạ mặt trời. Đặc biệt chú ý đã tập trung trong những năm gần đây về vai trò của carbon dioxide (CO2) trong khí quyển. Khí này là hầu như trong suốt đối với bức xạ mặt trời đến nhưng hấp thụ bức xạ hồng ngoại đi trên cạn - bức xạ mà nếu không sẽ thoát khỏi không gian và dẫn đến thất thoát nhiệt từ khí quyển thấp. Nói chung, thông qua cơ chế của cái gọi là hiệu ứng nhà kính này, các mức thấp của CO2 trong khí quyển sẽ được dự kiến sẽ dẫn đến làm mát, và mức độ cao sẽ được dự kiến sẽ sản xuất một "bẫy nhiệt". Điều tương tự cũng áp dụng cho mức khí metan và nitơ oxit, trong đó, phân tử cho phân tử, thậm chí còn hiệu quả hơn so với các khí nhà kính CO2. Gần đây nó đã được chứng minh có thể để lấy CO2 từ bong bóng khí được bảo quản trong các lớp băng ở vùng sâu đá lõi khoan từ các vùng cực. Phân tích những thay đổi về nồng độ CO2 trong các lõi đã cung cấp kết quả thực sự đáng chú ý và đã chứng minh rằng những thay đổi CO2 và thay đổi khí hậu đã tiến triển trong synchroneity xấp xỉ so với 800.000 năm qua (Epica, 2004). Vì vậy, các gian băng qua khoảng 120.000 năm trước là một thời điểm nồng độ CO2 cao, và tối đa băng hà cuối cùng khoảng 18.000 năm trước đây của các cấp CO2 thấp, và đầu Holocene một thời gian của sự gia tăng rất nhanh chóng nồng độ CO2. Những lý do cho sự thay đổi tự nhiên quan sát thấy ở nồng độ khí nhà kính vẫn đang là đề tài nghiên cứu khoa học tích cực. Khi bức xạ đến từ mặt trời chiếu xuống bề mặt của trái đất nó có thể được hấp thụ hoặc phản xạ theo bản chất của bề mặt, và đặc biệt theo cho dù đó là đất hoặc nước, phủ thảm thực vật hoặc sa mạc, và cho dù đó là mantled bởi tuyết . Các hiệu ứng của bức xạ nhận được đối với khí hậu cũng phụ thuộc vào sự phân bố và độ cao của landmasses và đại dương. Những quá có thể thay đổi trong nhiều cách khác nhau - các tấm mà bao gồm lớp vỏ của trái đất là bao giờ di chuyển, vành đai núi có thể tăng hoặc giảm dần, và các đại dương và eo biển mở và đóng. Những quá trình chuyển vùng vào vĩ độ mới, chuyển đổi vành đai gió trên thế giới, và sửa đổi các dòng chảy đại dương về khí hậu rất quan trọng. Trong cuộc thảo luận này của những nguyên nhân đó cũng là rất quan trọng để xem xét phản hồi. Phản hồi như vậy là phản ứng với ô nhiễm không khí ở các hình 7.2 Cape Town, Nam Phi. Quá trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, bao gồm than, để tạo ra điện và xe điện, là nguyên nhân chính không chỉ của ô nhiễm không khí ở địa phương mà còn của sự gia tăng tải trọng khí nhà kính trong khí quyển. các yếu tố khiến ban đầu rằng hành động hoặc là để tăng hoặc tăng cường buộc ban đầu (chúng ta gọi là phản hồi tích cực này) hoặc giảm hoặc đảo ngược nó (phản hồi tiêu cực). Đám mây, nước đá và tuyết, và hơi nước là ba trong số các cơ chế phản hồi quan trọng nhất. Một ví dụ của một phản hồi tích cực là vai trò của tuyết. Trong điều kiện lạnh này rơi chứ không phải là mưa, nó thay đổi độ phản xạ (phản xạ) của bề mặt mặt đất và gây ra làm mát hơn nữa của không khí bên trên nó. Cuối cùng, nó cũng có thể là khí quyển và các đại dương có một mức độ của sự bất ổn nội bộ đó chuyển một cơ chế được xây dựng trong các thay đổi nên một số thay đổi nhỏ và ngẫu nhiên có thể, thông qua các hoạt động phản hồi tích cực, thông qua các ngưỡng, có rộng và ảnh hưởng lâu dài. Gây nên nhỏ có thể có hậu quả lớn. Trong khi con người đang ở không có khả năng hiện tại của việc sửa đổi một số cơ chế tự nhiên của sự thay đổi khí hậu - đầu ra của bức xạ mặt trời, sự hiện diện của vật chất giữa các vì sao tốt, biến thể quỹ đạo của Trái đất, núi lửa phun trào, xây dựng núi, và các mô hình tổng thể của các vùng đất và đại dương - có một số lĩnh vực quan trọng mà con người có thể có khả năng làm thay đổi đáng kể đối với khí hậu toàn cầu (Hình 7.2). Các hạng mục quan trọng nhất ảnh hưởng là về thành phần hóa học của khí quyển và độ phản xạ của bề mặt trái đất, mặc dù, như danh sách sau đây của cơ chế có thể thấy, có một số người khác mà cũng cần phải được xem xét.
đang được dịch, vui lòng đợi..