青藏高原隆升的环境效应
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试阐述青藏高原隆升的主要过程及其引起的季风气候的演化过程,并阐述青藏高原对我国的生态环境、气候、地貌、水文有哪些影响?青藏高原的隆升过程在之前的地史学课上有过了解,现在结合查找的文献资料,这个隆升过程可以分成三阶段:(1)断离隆升阶段大约在 40一50Ma 之前 , 印度大陆和欧亚大陆碰撞后,在一个不太长的时期内其相对运动的速度从10cm/a降至5cm /a(2)挤压隆升阶段印度大陆同欧亚大陆的碰撞和俯冲板片的断离可能改变青藏高原下局部区域上地慢物质运移的图式,但是它却没有从根本上改变全球尺度地慢对流的基本格局。
印度大陆仍以5cm/a的速度向北推进、挤压欧亚大陆板块。
在其挤压下青藏高原继续隆升 , 地壳不断增厚,同也不断缩短(3)对流隆升阶段欧亚大陆和印度大陆碰撞后,高原下部上地慢稳定的流场又开始活跃,新的对流格局主要受推进的印度大陆和塔里木地块的控制,下降流中心仍然处于塔里木地块之下,对流上升流也保持在高原的中部地区可以看到当受挤压的岩石层停止增厚以后,再次增长的上升流将使原来下移的等温线很快地向上推移,它意味着增厚的岩石层被很快减薄,其过程大约为10 - 15 Ma。
减薄过程是从高原中部区域开始的,地幔下部的热物质上升,推动和支撑着岩石层向上隆起。
同时,增长的热流动将很快地把青藏高原下部那一部分在挤压隆升过程中被“挤入”软流层的岩石层下部搬离。
同时,均衡力的作用将直接导致青藏高原一次的快速隆升,这就是所谓的对流隆升。
《青藏高原隆升过程的三阶段模式》(傅容珊李力刚黄建华徐耀民)季风气候的演化,我根据《青藏高原隆起及海陆分布变化对亚洲大陆气候的影响》(陈隆勋刘骥平周秀骥汪品先)的观点季风气候的演化过程可以概括为:隆起初期 , 由于海陆分布和海陆热力差异的作用,冬季开始出现弱的中纬NE风和比较明显的热带NE 季风,高空出现弱的两支西风急流及东亚沿岸弱的东亚大槽。
夏季则出现弱的低空SW季风和高空反气旋。
青藏高原现代气候特征及大地形气候效应一、本文概述本文旨在深入研究和探讨青藏高原现代气候特征及其大地形气候效应。
青藏高原,作为地球上最高的高原,其独特的地形和地理位置赋予了其特殊的气候特性,对全球气候系统产生了深远的影响。
本文将首先概述青藏高原的基本气候特征,包括温度、降水、风速等主要气候要素的现代变化趋势。
在此基础上,我们将进一步分析这些气候特征如何受到大地形气候效应的影响,以及这种影响如何在全球范围内传递和放大。
通过本文的研究,我们希望能够更深入地理解青藏高原在现代气候变化中的角色和作用,为应对全球气候变化提供科学依据和参考。
二、青藏高原现代气候特征青藏高原,作为地球上最高、最大、最年轻的高原,其独特的地理位置和地形地貌对现代气候特征产生了深远的影响。
青藏高原的现代气候特征主要表现在以下几个方面。
青藏高原的气候类型以高原山地气候为主,具有明显的高原特色。
由于海拔高,大气压低,气温低,降水形式以雪为主,雪线低,冰川广布。
这种气候类型使得青藏高原的气候条件恶劣,生态环境脆弱,但同时也为高原生物提供了独特的生存环境。
青藏高原的气温变化具有显著的季节性和日较差大的特点。
夏季,太阳辐射强,地面加热迅速,气温高;冬季,由于高海拔和地形的影响,青藏高原的气温较低。
同时,由于高原地区的大气稀薄,白天太阳辐射强,地面升温快,夜晚地面散热快,降温迅速,因此日较差大。
再次,青藏高原的降水分布不均,主要集中在夏季。
夏季,随着季风的推进,青藏高原的南部和东南部地区降水较多,而冬季则降水稀少。
这种降水分布不均的特点对高原的生态环境和农业生产产生了重要影响。
青藏高原的气候变化受到全球气候变化的深刻影响。
近年来,随着全球气候变暖的趋势加剧,青藏高原的气温也在逐渐升高,降水模式也在发生变化。
这些气候变化对高原的生态环境、冰川融化、水资源分布等方面产生了深远的影响,也对人类的生存和发展提出了新的挑战。
青藏高原的现代气候特征主要表现为高原山地气候、气温变化的季节性和日较差大、降水分布不均以及受到全球气候变化的影响。
青藏高原隆起对我国气候的影响:1.青藏高原的巨大隆起——空间特征(3000m临界高度):1)面积大:东西3000 km,南北1 500 km,占中国陆地面积1/4,南北占西风带宽度1/3 2)高度大:平均4500 m,占对流层高度1/33)中低纬度:25°N~40°N,处在西风带与副热带高压带的过渡区青藏高原3000m的海拔高度对气流产生动力作用和热力作用,改变了东亚大气环流格局,尤其对中国产生影响。
2.青藏高原的动力作用 1)对季风的分支作用冬季:青藏高原北部对冬季风分支的分点在95E附近,冷空气堆积并分化为两支:一支沿阿尔金山成东风吹入塔里木盆地;另一支则沿着祁连山成西或偏西北风吹向河西走廊,顺地势南下,形成冬季风通道,加剧了冬季风向东南的势力。
夏季:夏季,西南季风抵达孟加拉湾再向北推进时,碰到青藏高原,即分为东、西两支:一支沿喜马拉雅山转为东风向西吹去;另一支则沿着山脉的走向流向我国西南地区,加剧藏东南水汽通道作用,使高原边缘降水增多,并进而因雨影作用使高原内部干旱加剧。
2)对西风的分支作用青藏高原西部,冬半年西风(西风带南移所致)气流受到高原阻挡,距地面3~4 km高度以下的气流被分为南、北两支。
由于冬季西风带的位置主要在青藏高原的西端偏南,加之地形的影响,所以南支比北支气流强大得多,故称“南支急流”。
南支在高原西南面,为西北气流;绕过高原南侧转为西南气流,高原南侧成槽,加剧西南干暖气流势力。
北支在高原西北面,为西南气流,绕过新疆北部转为西北气流,进一步加强冬季风的势力;高原北侧成脊,盛行下沉气流,进一步强化西北地区的干旱化。
南、北两支气流在长江中下游汇合,气流相对静止区正好处在四川盆地上空,使其成为我国著名的微风区,四川多云雾也与此有关。
受青藏高的阻挡,西风气流的分叉、绕行,东流与汇合,形成了北半球最强大的西风带。
分支气流形成于10月,次年4-5月退出,它与东亚季风的进退有一定的关系。
第21卷第5期2006年5月地球科学进展A DVANCE S I N E AR TH S C I ENC EV o l.21 N o.5M a y.,2006文章编号:1001-8166(2006)05-0451-08青藏高原隆升及其环境效应郑 度1,姚檀栋2(1.中国科学院地理科学与资源研究所,北京 100101;2.中国科学院青藏高原研究所,北京 100085)摘 要:“青藏高原形成演化及其环境资源效应”项目选择青藏高原为典型地区,特别注意高原与毗邻地区的联系,以从全球尺度探讨高原的各种过程,目标集中在大陆碰撞过程和高原隆升过程,以过程为主线贯通碰撞机制、环境变化和资源分布规律的研究;时间上着重新生代以来,在不同精细时间尺度上定量地描述碰撞和隆升的动态过程及环境变化。
运用地球科学、生命科学、环境科学及各学科之间有机交叉、综合研究的方法,开展大陆碰撞动力学、环境变化、现代表生过程及各圈层相互作用等重大理论问题的研究,为青藏高原地区的资源开发和环境调控提供科学依据。
按照统观全局、突出重点的原则,项目主要研究内容包括以下4个方面:大陆岩石圈碰撞过程及其成矿效应;高原隆升过程与东亚气候环境变化;青藏高原现代表生过程及相互作用机理;青藏高原区域系统相互作用的综合研究。
在完成研究计划任务的基础上,项目取得如下的突出研究成果和创新性进展:印度大陆与欧亚大陆初始碰撞时限;青藏高原南北缘山盆岩石圈尺度的构造关系;青藏高原整合构造模型与成矿成藏评价;新生代高原北部重大的构造变形隆升事件序列;高原周边环境变化事件及高原隆升对亚洲季风发展变化的影响;高分辨率气候动态过程及变化趋势;高原主要生态系统碳过程对气候变化的响应;高原气候变化及冰冻圈变化与预测;高原土地覆被变化、恢复整治及管理。
关 键 词:青藏高原;大陆岩石圈;碰撞与隆升过程;气候环境变化;现代表生过程中图分类号:X141 文献标识码:A1 引 言自20世纪50年代以来,我国对青藏高原进行了长期的科学考察研究,取得了重大进展。
青藏高原隆升及其环境效应青藏高原隆升及其环境效应摘要:青藏高原的形成和隆升是一个十分复杂,倍受地球科学家关注的问题。
他被认为是刚瓦纳大陆与欧亚大陆长期相互作用的结果。
青藏高原是由6个地体相继增生到亚洲大陆上的一个组合,这些地体之间的边界被5条缝合带所限定。
造山作用自北向南相继变年轻。
青藏高原隆升对中国西部环境变迁起着决定性的影响。
随着青藏高原的持续隆升,高寒草原开始退化,造成中国西北地区大面积的荒漠化,成为制约我国西部生态环境的重要因素。
关键字:青藏高原;隆升;环境变迁青藏高原的隆升对于中国西部环境变迁起了决定性的影响,现今中国西部大陆构造格架,包括盆-山地貌与盆地地貌的形成都和青藏高原隆升有着直接的因果关系。
同时,对于青藏高原整体初次隆升时间的认识是一个十分重要的问题,因为它牵涉到对古近纪期间和中新世以后中国西部广袤领域地球动力学与气候、环境的认识。
至于形成现今高原面貌即主夷平面的末次隆升时间,不仅涉及全球气候变迁、我国西部干旱气候与大规模沙漠化行程时间,还牵扯到中国西部构造变形与盆-山地貌形成的时间。
1新生代青藏高原快速隆升及其环境效应研究表明,青藏高原地区在第三纪经过两次隆升与夷平的旋回,导致第三纪中期我国环境变化剧烈。
3.6MaBP以来高原整体阶段性快速隆升,对高原本身以及我国西部自然环境产生了深刻影响。
高原隆升过程的争论20世纪70年代末,李吉均[1]认为,青藏地区在上世纪中晚期,地面平均海拔在1000m以下,自上新世晚期和第四纪早期才开始强烈隆升。
90年代以来,国外学者对这一观点相继提出挑战,对隆升的加速时间存在重大分歧[2]。
有学者主张,青藏地区在14MaBP时已达到最大高度并发生东西向拉伸塌陷,其后水平高度开始降低[3]。
更多学者则认为青藏地区在8MaBP以前已达到现今高度,其根据是:当时阿拉伯海上涌流增强,表明印度洋季风出现或增强[4];波特瓦尔高原气候变干,植被由森林变为草原[5];拉萨西北羊八井地堑垄断裂活动发生在8MaBP前后[6]。
青藏高原的隆升对中国地理格局和中国气候的影响131210005 天文雷晗青藏高原是中国最大、世界海拔最高的高原,大部分在中国西南部,包括西藏自治区和青海省的全部、四川省西部、新疆维吾尔自治区南部,以及甘肃、云南的一部分。
整个青藏高原还包括不丹、尼泊尔、印度、巴基斯坦、阿富汗、塔吉克斯坦、吉尔吉斯斯坦的部分,总面积250万平方公里。
中国境内面积240万平方公里,平均海拔4000~5000米,是亚洲许多大河的发源地。
青藏高原有确切证据的地质历史可以追溯到距今4-5亿年前的奥陶纪,其后青藏地区各部分都曾有过地壳升降。
在2.8亿年前的早二叠世,现在的青藏高原地区是波涛汹涌的辽阔海洋,称为特提斯。
2.4亿年前,由于板块运动,分离出来的印度板块以较快的速度向北移动、挤压,在北部发生了强烈的褶皱断裂和抬升,促使昆仑山和可可西里地区隆升,随着印度板块继续向北插入古洋壳下并推动着洋壳不断发生断裂,约在2.1亿年前,特提斯北部再次进入构造活跃期,北羌塘地区、喀喇昆仑山、唐古拉山、横断山脉脱离了海浸;到了距今8000万前,印度板块继续向北漂移,又一次引起了强烈的构造运动。
冈底斯山、念青唐古拉山地区急剧上升,藏北地区和部分藏南地区也脱离海洋成为陆地。
高原的地貌格局基本形成。
青藏高原的抬升过程不是匀速的运动,不是一次性的猛增,而是经历了几个不同的上升阶段。
每次抬升都使高原地貌得以演进。
距今一万年前,高原抬升速度加快,以平均每年7厘米速度上升,使之成为当今地球上的“世界屋脊”。
今天的青藏高原中部以风化为主,而边缘仍在不断上升。
青藏高原在隆升过程中上升了约2000米,这对我国地理格局和气候都造成了一定影响。
从地理格局上说。
青藏高原的隆升造成了它自身的高海拔,从而在整体上造成了我国西高东低的地势分布,促进了我国三层阶梯地理格局的形成。
奇高海拔低气温所造成的多冰川特性为亚洲诸河流提供了丰富水源,于国内而言,它塑造了整个中国的山水系统,是长江与黄河的源头所在,高海拔影响了河流的流向,辅助塑造了河流沿岸地形地貌,也阻挡了西伯利亚的南下气流,客观上部分造成了黄土高原的形成。
青藏高原多期次隆升的环境效应已有 4181 次阅读2008-4-17 10:24地学前缘,2006,13(6):118-130葛肖虹1,2,任收麦3,马立祥4,吴光大5,刘永江1,袁四化11. 吉林大学地球科学学院2. 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院3. 国土资源部油气资源战略研究中心4. 中国地质大学(武汉) 资源学院5. 中国石油青海油田分公司勘探开发研究院,敦煌摘要:青藏高原隆升对中国西部环境变迁起着决定性影响。
通过对柴达木、吐鲁番-哈密、塔里木的盆地演化及其与青藏高原隆升的耦合研究,作者以柴达木盆地为时空坐标,认为高原隆升可分为三大阶段:(1)古近纪期间青藏高原隆升仅限于冈底斯山一带。
当时,受行星纬向气候带控制,中国西北地区为干旱亚热带草原和热带雨林环境,大面积准平原化、泛盆地化,在构造上处于伸展—夷平的拉张环境,与现今亚洲大陆东部相似;(2)青藏高原整体的初次隆升发生在中新世早-中期(23~11.7 Ma)。
因青藏高原和大兴安岭的阻隔,古近纪的纬向气候带逐渐转变为中亚季候风,古黄土(22 Ma)、三趾马动物群的发育,说明高原北缘当时为干旱的荒漠草原环境。
同时,这次隆升引起了中-晚中新世中国西部广袤地域古地形-构造面貌的变化;(3)形成现今高原面貌的末次快速隆升发生在0.9- 0.8 Ma。
早更新世晚期,印度洋快速扩张,印度板块向中亚大陆脉冲式(A型)陆内俯冲,使得高原快速挤压隆升。
这次隆升不仅使高原本身的环境骤变,出现第四纪以来最大的冰川,形成世界上最大的高寒草原,而且引起了全球气候的变化,促使北极圈冰盖的形成。
同时,高原隆升使高原内部和周边出现了强烈的挤压构造变形,如柴达木、河西走廊、塔里木、吐鲁番-哈密、准噶尔等诸盆地内几万米厚度中-新生界的构造变形与昆仑山、祁连山、天山、阿尔泰山的挤出式双向推覆隆升,形成了中国西北的盆-山地貌。
现今,随着青藏高原的持续隆升,高寒草原开始退化,造成我国西北地区大面积的荒漠化,成为制约我国西部生态环境的重要因素。
青藏高原的隆起与环境效应000000000高原第三次强烈隆升发生在距今15万年左右,这段时间,高原的平均高度已达到4000米以上,一些高山超过了6000米,使高原内部的气候更加寒冷干燥。
地质历史进入全新世(距今一万年前),高原继续抬升,形成了今天高原面平均高度达到4700米。
高原的强烈降升,给亚洲东部的自然环境以深刻的影响,高原的动力作用和势力作用改变了周围地区的环境。
1 青藏高原的隆起及其气候和环境效应2000 m这一高度被认为是高原隆起—黄土堆积的临界高度。
在共和运动时期,喜玛拉雅山由于普遍超过了6000 m而成为阻塞印度洋季风的重大障碍。
近年来随着构造隆升驱动气候变化假说的提出,用以青藏高原为代表的构造隆升导致的各种物理化学过程及其气候效应来解释大冰期的来临和全球气候变化,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,由于青藏高原的存在,欧亚大陆的冬季才有西伯利亚高压.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。
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。
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。
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。
1 古近纪期间青藏高原未整体隆升,中国西部的沉积-构造面貌与气候、生态环境青藏高原古气候、古环境研究成果表明,古近纪期间在日土-改则-班戈-丁青以南的藏南地区为潮湿的热带雨林,当时应该是准平原,以北地区为干旱的副热带高压气候,形成山麓剥蚀平原。
在准噶尔、吐鲁番-哈密盆地和蒙古、西伯利亚以南地区,始-渐新世发现大量的哺乳类如吐鲁番犀、新疆巨犀化石[23-25],以及在宁夏同心、甘肃临夏、贵德、广和一带也发现大量犀牛和乌龟等化石[2],都说明当时没有高原的阻隔,南来的印度洋暖湿气流可以长驱直入到达中亚北部地区,广袤的中国西北大地正处于行星纬向气候带控制下的干旱亚热带草原和热带雨林环境。
2 青藏高原初次隆升的环境效应由于高原整体的初次隆升引起了中-晚中新世中国西部广袤地域古沉积-构造面貌的变化,作为青藏高原西北边界的阿尔金断裂从高程上分隔了两大盆地,塔里木盆地得到了来自高原对盆地沉积的快速补给, 这次隆升是穿时的,其影响范围逐渐扩大,不仅使得柴达木盆地中新世中期隆升剥蚀,而且以不同形式影响了中国西北所有盆地。
高原整体的初次隆升也引起了古气候环境和生物面貌的变化,中新世青藏高原南缘仍为热带、亚热带潮湿气候,发育阔叶植物,而北缘则为干旱的荒漠草原环境,发育三趾马动物群[22]。
22 Ma古黄土的出现[43],恰恰是由于青藏高原和大兴安岭隆升的阻隔使古近纪的纬向气候带开始转变为中亚季候风,才可能在风速减弱的甘-陕地区形成古黄土。
黄土作为大气环流的产物,从此记录了青藏高原隆升以来给中亚和全球气候带来的变化。
青藏高原整体初次隆升后又经历了一段剥蚀夷平,到7.0-3.6 Ma最终形成了高原的主夷平面[44]。
3 青藏高原末次快速隆升的环境效应青藏高原的这次快速隆升不仅使高原本身的环境骤变,出现第四纪以来最大的冰川[48],带来了世界上最大的高寒草原,而且引起了全球气候的变化,促使北极圈冰盖的扩展[56,57]。
由于青藏高原阻隔了印度洋的暖湿气流,在强劲的西风带和中亚季候风的影响下,高原以北广袤地域开始从草原化向荒漠化转变,同时引起了古人类的迁徙,原来(2.08+0.04 Ma)在低海拔羌塘盆地生活的古人类,由于高原隆升,一部分适应了高寒缺氧环境成为高原人,而大部分则沿着河西走廊向西、向东迁徙成为黄河人等。
青藏高原隆升的意义及其对气候的影响青藏高原隆升的影响及其意义:青藏高原和喜马拉雅山一带原是一片大海,后来大陆板块碰撞抬升才形成了今天的样子,而且还将继续增高。
青藏高原的隆起与新生代以来全球环境的重大变化具有明显联系。
这些变化体现在亚洲季风环境的形成演化和亚洲内陆干旱化,比如,由此导致中国南方广大湿润地区和西北干旱区的出现,黄河中游地区出现大面积黄土堆积而形成黄土高原,奠定了我国乃至东亚地区现代环境的宏观格局。
如果没有青藏高原,该区降基本上都在西北气流控制下,盛行风没有明显的季节变化,属于副热带大陆气候,即干热类荒漠或沙漠气候;没有高原,也就没有了印度低压和蒙古高压,就不会形成现在的冬夏季风。
当高原开始隆起,青藏地区干热气候就开始发生较明显的变化,降水增多,气温降低;当高度达到1000-2000m时,雨量增到最大,当高度达2000-3000m,高原季风形成,但较弱,气温继续降低;当高度达到3000-4000m时,夏季青藏热低压、冬季青藏冷高压更明显,高原季风也接近现在的情况,东亚季风也更明显,高原气温更低,降水量明显减少,高原湖泊逐渐干涸,于是青藏高原的隆升,经历了一个较暖湿到凉干的过程。
值得详细说明的是,夏半年,西南季风控制着高原东南部、南部,形成暖湿气候,高原内部则形成雨影区,十分干旱,西南季风和西风环流交替控制着青藏高原。
水分入不敷出:高原北部、西北部刮到海洋的空气却又能带走部分水汽,使得高原内陆水分更加缺乏。
从北部蒸发上高原的水分,无法从高原北沿流回北部,反而顺着高原的南坡流入印度洋或向东流入太平洋。
塔里木盆地的低热与其南边紧邻的青藏高原的高寒恰成鲜明对照。
盆地中蒸发出来的水汽随着热胀冷缩的空气而单向地漂移到高原。
由于空气热胀冷缩以及盆地高温与高原低温,使得盆地相对于高原总是高压,造成常年的东北风将盆地的水汽吹往高原。
水汽遇到高原低温冰川而凝聚。
低海拔盆地中的水就这样被蒸发作用送到高原。
这些从盆地吹往高原的水汽凝聚在高原广阔的地域,而不是限于高原北坡,这使得凝聚在高原上的水难以循环回盆地。