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青藏高原的热力作用和动力作用,请简要说明?

青藏高原对大气环流的热力与动力作用自50年代开始即被科学家们所注意,并进行了一系列的观察与研究.早在20多年前,真锅等(1974年)的数值模拟计算结果表明:考虑青藏高原大地形存在时的1月份100

k Pa等压面上的大气环流图式与现今实际观测值近似一致,当不存在青藏高原时,现有的西伯利亚高压就不复存在 〔12〕 .明茨等 〔13〕 通过计算分析,也都一致认为:由于青藏高原的存在,欧亚大陆的冬季才有西伯利亚高压.Kutzbach等 〔14〕 的数值模拟结果表明,青藏高原的存在与否是亚洲季风,特别是东亚季风形成的一个决定因素.Birchfield等 〔15〕 认为青藏高原的隆起增加了冬季雪的覆盖厚度,改变了局部乃至全球的反照率,从而可能对全球气候产生不可忽视的影响.最近Ruddiman等 〔16〕 通过理论分析与数值模拟把晚新生代地球的变冷及区域分异性的增强归因于晚新生代青藏高原及北美西部高原的隆起.王建等 〔16〕 从孢粉植物分异及演变、干旱碎屑及膏盐沉积分布等方面,对柴达木盆地西部新生代气候与地形的演变进行了探讨.其结果表明,盆地西部新生代两个极端干燥的气候期(膏盐发育期)分别出现在始新世至渐新世及上新世至第四纪.前者与老第三纪行星环流控制下的副热带干燥带有关,而后者与青藏高原的隆升有关.

施雅风等 〔9〕 通过对柴达木盆地的研究结果表明:青藏高原于25~17

第二期强烈隆升即相当于喜马拉雅运动的二期,其所达高度与宽度,足以改变环流形势,它和同时期的热带太平洋的变暖、南极冰盖出现越赤道气流增强、亚洲东缘、东南缘边缘海盆的扩大、亚洲大陆的向西伸展、副特提斯洋的萎缩等因素相结合,共同加强了大陆与大洋的热力差别和动力作用,孕育了以夏季风为主的亚洲季风系统,替代了东亚地面老第三纪的行星风系,导致了东亚干旱草原带大收缩与湿润森林带大发展等重大环境变化.

滕吉文等 〔17〕 从青藏高原巨厚的地壳与薄岩石圈模式、位场与波场特征,从板块构造与深层过程和动力学机制的角度,研究和探讨了高原隆升与全球变化的关系.他们认为,地球内部(地壳、地幔、地核)物质运移与气候变化有着密切关系,并且指出,高原特异的壳—幔结构,一系列大型走滑断层的形成和其整体隆升,均影响太阳能量在大气层里的传输方式,使大气热机效率增大,导致行星西风增强,极—赤温差增大,并最终形成第四纪大冰期.

风尘沉积是典型的大气沉积物,对大气环流格局和强度变化的响应特别灵敏,因而可以间接地视为构造隆升驱动气候变化的重要地质证据 〔18〕 .因而与青藏高原有着天时、地利关系的黄土高原能够对青藏高原的隆升起到好的说明作用.黄土高原风尘沉积序列真实地记录了东亚季风形成演变的信息,

它既是北半球大冰期气候变化的反映,又是对青藏高原构造隆升的响应 〔19,20〕 .吴锡浩等 〔20〕 根据地层记录,对黄土高原黄土—古土壤序列所反映的构造气候旋回与青藏高原冰碛—古土壤序列所反映的隆升过程进行对比,表明它们在地球轨道偏心率的准0.4

Ma周期变化方面具有大致同步的相位关系.刘东生等 〔21〕 也论述了亚洲季风系统的起源和发展及其与两极冰盖和构造运动的时代耦合性.王富葆等 〔22〕 利用孢粉分析并结合沉积学及 14 C测年等资料,进一步说明青藏高原对全球气候变化具有“启动区”和放大器的作用.

此外,磁化率曲线和氧同位素曲线所反映的东亚冬、夏季风自3.4

开始大致同时增强,而此时全球冰量也开始显著增加,这与大致在3.4~2.6

青藏高原的加速隆升之间的关系绝不是一种巧合.而且青藏高原的阶段性隆升与东亚季风的多次气候突变有着某种内在联系 〔20,23〕 .

Raym等(1992)提出,青藏高原大面积的隆升在过去40 Ma以来引起了全球大陆硅酸盐风化速率的加快,导致大气CO 2 含量的下降和全球气温的下降,并称之为“冰室效应(icehouse

effect)”.但这种观点受到了很多学者的挑战 〔24~26 〕 .Christlan

等 〔27〕 指出,喜马拉雅的风化剥蚀对碳循环的主要影响是增加了沉积岩中有机碳的埋藏量,而不是增加了硅酸盐的风化速率.另外值得一提的是,覆盖着约10%的地球陆地表面的黄土—古土壤序列中含有平均约10%的碳酸盐 〔19〕 ,即有相当数量的碳被固定埋藏,没有参与全球的碳循环,这可能也是大气CO 2 浓度降低的一个因素.

青藏高原的隆升在全球气候变化研究中的重要性得到了众多学者的认同,但是,最近卢演俦等 〔28〕 指出,新生代初印度—欧亚板块汇聚以来,特提斯海的消退,以及太平洋板块在亚洲大陆东缘和东南缘消减引起的弧后海盆(如日本海、东海、南海)的扩张和陆缘海盆(如黄海、渤海)的出现,对于亚洲古季风形成的意义要比青藏高原隆升所起的作用更重要.这一点在Ramstein等 〔29〕 的AGCM数字模拟试验结果中得到了论证.

目前,对于全球变化尤其是第四纪气候变化机制的研究方面,以轨道尺度气候变化的研究比较深入,而对于青藏高原对全球气候变化的影响研究的还不够,尚没有达成明确的共识.