冰期与间冰期
2011-12-04 22:00:00   来源：   点击：

地球气象史约可追溯至30亿年前，基本是冷暖交替，冷的时期较短，约占10%，全球平均温度低，高纬度地区和高山地区存在大陆尺度的冰川，称为大冰期。10亿年来主要有4次的大冰期：前寒武纪（8亿-6.35亿年前)、奥陶－志留纪（4.5亿-4.3亿年前）、石炭－二叠纪（3.6亿-2.6亿年前）及第四纪（180万年前至今）。

大冰期中地球的气候仍然是冷暖交替：冷的时候极区或大陆冰原往低纬度漫延，称作冰期；较暖的时候冰川往高纬或是高山退却称为间冰期。以第四纪最後一次冰期为例，冰期开始於11.5万年前，2万年前到达极盛，全球冰原体积约9,000万立方公里（目前约3,000万立方公里） ，全球年平均温度较现在低3-5℃，北极地区可能低12-14℃。1万年前进入间冰期，称为全新世，最暖期的全球平均温度较现在高1-2℃。

古气候的推估主要依据代用资料分析，例如分析海洋岩芯或极区与高山的冰芯中所含化学成分同位素含量。可以推算出不同年代的温度。分析由几大海洋岩芯和冰芯所重建的第四纪全球平均温度时间序列发现全球温度的变化有和地球公转轨道的春秋分进动或岁差周期（2.3万年）、或地球自转轴（倾斜）的变动周期（4.1万年）以及离心率变动周期（9.6万或10万年）大致吻合的周期。奥地利科学家米兰科维其（Milutin Milankovitch）和德国气候学家科本（Wladimir Koppen）据此提出因天文轨道参数变化影响，导致地球中高纬度夏季短波辐射不足，造成冰河发展的理论，称为冰期的「米兰科维其学说」，已为大部分气象学家所接受。这其中离心率的变动幅度很小但其和进动参数的非线性作用可以造成中高纬度夏季辐射15%的差异。而地球自转轴倾斜角的变动也可造成另外15%的差异。

代用资料温度时间序列的进一步分析显示中新世（Miocene）之前气候变化周期以2.3万年至4.1万年为主。辐射变动和气候反应接近同步。中新世後则以10万年为主。辐射变动和气候反应有显着落後。

中文关键字： 冰原 , 米兰科维其学说 , 春秋分进动 , 自转轴倾斜角 , 公转轨道离心率

英文关键字ice sheet , Milankovitch theory , precession of the equinoxes , tilt of Earth's axis , orbital eccentricity

参考资料

1. Burroughs, J. W. 2007. Climate Change: A Multidisciplinary Approach. Cambridge: University Press.
2. Cowie, J.. 2007. Climate Change: Biological and Human Aspects. Cambridge: University Press.
3. Solomon, S. etc. eds. 2007: In Climate Change 2007: the Phsical Science Basis, Working Group I Contribution to the Fourth, Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge: University Press.
4. 魏国彦。〈冰期台湾速写〉。《地球科学园地》精选专文。http://earth.fg.tp.edu.tw/learn/esf/magazine/971203.htm
5. NOAA Paleoclimatology Program - Perspective on Abrupt climate Change: Glacial-Interglacial cycles。http://www.ncdc.noaa.gov/paleo/abrupt/data2.html。