地球气候简史

作者简介

作者：史蒂文·厄尔 获得地球科学学士学位和地球化学博士学位，从事地质学工作已有45年，拥有40年的高等教育经验，国际权威教材《物理地质学》作者。 译者：魏科 中国科学院大气物理研究所季风系统研究中心副主任、硕士生导师，中国科学院青促会会员。担任北京陶诗言气象发展基金会科普大使、青年科学家社会责任联盟理事、中科院科普讲师团金牌讲师、科教版《科学》课审稿专家及科学顾问、中国科协科技工作者科技/科普专家、中国气象服务协会气象科技与信息教育专家委员会委员等职务。

内容简介

本书主要关注过去46亿 年来地球气候演化的自然过 程，了解这些对我们来说至 关重要，因为这有助于我们 充分理解目前人类活动造成 的气候变化。当洞悉了古老 的过去，我们会发现，过去 一个世纪所发生的气候变化 完全是受人类活动的影响， 而不是自然气候强迫的结果 。 本书以各种自然现象的 时间尺度为线索来组织成篇 。第一章概述了主导地球现 在和过去气候的物理机制。 最后一章，即第十一章总结 了我们可以采取哪些措施来 减少个人和群体对气候的影 响。 第二章着眼于过去数十 亿年间太阳辐射强度的演化 ，尽管其增加了40%，但地 球及其生态系统却一直调节 着气候，将其控制在适宜生 命生存的范围内。 第三章聚焦极为缓慢的 板块构造过程。在过去数亿 年间，大陆漂移控制着太阳 能转化为热量的效率，板块 构造过程影响着洋流，山脉 的形成影响着大气成分的变 化，进而都可以影响气候。 第四章讲述了火山喷发 造成的气候冷却与气候变暖 。这一影响过程的时间尺度 短则数年，长则几千万年。 第五章概述了地球轨道 参数的变化（米兰科维奇旋 回理论），包括在过去的数 百万年间米兰科维奇旋回如 何调节冰期旋回，以及我们 是否正迈人一个新的冰期。 第六章，我们关注的是 洋流的长期和短期变化对气 候的影响，包括大西洋中变 化时间尺度为几百年的墨西 哥湾流，以及太平洋中变化 时间尺度为数年的厄尔尼诺 现象。 第七章集中讨论了与太 阳黑子数量相关的太阳短周 期变化，包括太阳黑子的变 化如何导致太阳输出能量产 生细微变化，以及这些时间 尺度为几十年的变化是否会 影响地球的气候。 第八章的内容关于灾难 性气候变化，包括地球与大 型地外天体撞击时的气候影 响，例如在白垩纪末期，一 次大撞击导致恐龙灭绝（可 能在短短几天内）。这一章 还会讨论类似事件在未来发 生的可能性。 第九章总结了我们的祖 先——智人的活动对气候的 影响。有证据表明，早在几 千年前，人类就对气候有所 影响，这一点可能会出乎读 者的意料。 第十章聚焦于与临界点 相关的话题，讨论了地球历 史气候从一种状态向另一种 状态转变的方式和原因，以 及当代人类活动对气候变化 的重大影响如何在不久的将 来形成一个新的临界点。 毫不夸张地说，人类活 动导致的气候变化是我们所 面临的最严峻的问题。即使 现在我们洗心革面、积极行 动，人力和经济成本也将是 天文数字级的，可如果我们 继续拖延下去，我们承担的 成本将是更多倍。这个问题 还未超过我们的掌控范围， 但是需要我们勠力同心，加 强合作。而了解相关的自然 过程的机制，能让我们更好 地理解为什么我们都需要作 出改变。 “我们正在做史上最危险 的实验，想看看在环境发生 致命灾难前大气能容纳多少 二氧化碳。”——埃隆·马斯 克（Elon Musk），2016年 12月31日发表于推特 无论是现在，还是在遥 远的地质时期，以二氧化碳 （CO2）贡献为主的温室效 应都是气候变化的关键驱动 因子之一。除此之外，还有 其他重要的驱动因子，包括 地球不同区域接收到的太阳 能量的变化、地球表面反射 率（反照率）的变化，以及 大气中颗粒物数量的变化。 这些驱动机制被称为气候强 迫，即它们迫使或推动着气 候趋于一种更冷或更热的状 态。 P1-4