一、名词解释核心知识点(对应回忆卷第一题)
1. 全新世大暖期(Megathermal)
- 定义:全新世中期(8.2-4.2ka BP)的气候阶段,是全新世中最温暖且相对稳定的时期,全球气温普遍高于现代。
- 关键特征:降水显著增加,北半球中高纬度地区植被覆盖扩张,东亚夏季风增强,为人类文明发展(如农业起源、城邦兴起)提供了有利气候条件。
- 关联考点:与后续 4.2ka 干旱事件形成对比,影响红山文化、良渚文化等史前文明的兴衰。
2. 新仙女木事件(Younger Dryas)
- 定义 :距今 12800-11500 年的快速降温事件,是末次冰期向全新世过渡的急剧升温过程中最后一次强冷事件,持续约 1300 年。
- 命名依据 :因丹麦 Allerod 冰缘沉积物中发现北极苔原植物仙女木(Dryas Octopetala)化石而得名。
- 核心机制:主流观点认为是冰湖溃决导致淡水注入北大西洋,中断温盐环流;未解难题是为何事件持续上千年(模拟显示淡水注入停止后环流应快速恢复)。
- 环境影响:格陵兰降温、热带辐合带滞留时间变化,导致低纬地区北半球干旱、南半球湿润。
3. 末次冰盛期(LGM)
- 定义:末次冰期中大陆冰盖达到最大规模的时期,Clark 等界定为 26.5-19ka BP。
- 关键特征 :
- **全球降温:**北半球降温幅度大于南半球,高纬大于低纬,陆地降温是海洋的 1.5-2 倍;
- **冰盖扩展:**北半球冰盖面积为现今 3 倍,扩展中心在 60°N 左右,南半球占比不足 3%;
- **海平面下降:**全球约 5.5% 的水以冰形式储存,海平面下降 90-120 米,大陆架广泛出露;
- **气候干旱化:**大气水汽含量减少,全球降水减少,沙漠扩张,黄土堆积强烈,西风带加强并向赤道迁移。
4. 微生物泵(Biological Pump)
- 定义:海洋中微生物(如浮游植物、浮游动物)通过光合作用吸收大气 CO₂,将其转化为生物有机碳,通过沉降作用向深海输送的过程。
- 冰期关联:末次冰盛期海洋生命活跃,微生物泵作用增强,导致大气 CO₂含量减少,进一步加剧全球变冷。
- 考点延伸:与全球碳循环相关,是气候系统中 "海洋 - 大气" 相互作用的关键环节。
5. 哈德来环流(Hadley Circulation)
- 定义:低纬度地区的大气环流圈,由赤道地区空气受热上升,向两极输送,在副热带地区下沉形成的闭合环流。
- 气候影响:新仙女木事件中,北半球强降雪延长寒冷春季,为补偿热量平衡,哈德来环流加强,导致热带辐合带在南半球滞留时间增长,引发低纬地区干湿格局变化。
- 关联知识点:与西风带、东亚季风共同构成全球大气环流核心系统,影响区域气候分异。
6. 温室效应(Greenhouse Effect)
- 定义:大气中温室气体(CO₂、CH₄等)吸收地面长波辐射,减少热量向宇宙空间散失,使地球表面温度维持在宜居范围的现象。
- 核心考点 :
- 冰期 - 间冰期波动:冰期时 CO₂、CH₄含量降低,温室效应减弱,加剧变冷;间冰期相反;
- 人为影响:工业革命后温室气体排放增加,强化温室效应,导致全球变暖。
7. 潜热(Latent Heat)
- 定义:物质在相变过程中(如水汽蒸发、凝结,冰雪融化、冻结)吸收或释放的热量,不引起温度变化。
- 气候意义:是大气能量传输的重要形式,如海洋水汽蒸发吸收潜热,随环流输送至陆地凝结释放,影响降水分布和季风强度;冰川融化吸收潜热,减缓区域升温。
8. 其他高频名词(补充回忆卷未列但 PPT 重点提及)
- 米兰科维奇周期 :地球轨道参数(偏心率、黄赤交角、岁差)的周期性变化,驱动第四纪冰期 - 间冰期旋回,核心是北半球 65°N 夏季太阳辐射变化。
- 偏心率:周期约 100ka,影响太阳辐射年累积量;
- 黄赤交角:21.5°-24.5° 波动,周期 41ka,影响季节差异;
- 岁差:周期约 21ka(23ka 与 19ka 叠加),影响太阳辐射季节分配。
- 大陆漂移学说:魏格纳(1912 年)提出,认为全球大陆曾为泛大陆(Pangaea),后逐渐漂移至现今位置,证据包括大陆轮廓吻合、古生物地层相似。
- 灾变论(Catastrophism):居维叶(Cuvier)提出,认为地球历史上曾发生多次突发性灾难事件(如大洪水、小行星撞击),导致生物大规模灭绝和环境剧变。
- 均变论(Uniformitarianism):莱尔(Lyell)提出,核心是 "现在是过去的钥匙",认为地质过程是长期、连续、渐进的,而非突发性灾难主导。
二、判断选择核心知识点(对应回忆卷第二题)
1. 气候系统关键参数与现象
| 考点 | 核心内容 | 正确结论 |
|---|---|---|
| 拉尼娜现象 | 赤道太平洋东部海表温度(SST)异常偏低,赤道太平洋涛动(ENSO)呈负相位 | 拉尼娜 = SST 东低西高 + ENSO 负相位 |
| 陆地最大碳库 | 土壤碳库是陆地生态系统最大碳库,其次为植被碳库 | 正确选项为 "土壤碳库" |
| 最长碳循环时间尺度 | 深海碳循环(碳在深海储存、循环)时间尺度最长(千年至百万年);海气交换(年际)、浅海表(百年)、土壤 - 大气(百年至千年) | 正确选项为 "深海" |
| 太阳黑子 | 太阳活动的标志,其周期性变化(约 11 年)影响太阳辐射输出,可能与全球气候千年 / 百年尺度波动相关(如全新世冷事件) | 太阳黑子活动与气候波动存在关联 |
| 北大西洋涛动(NAO) | 北大西洋亚速尔高压与冰岛低压之间的气压差波动,强 NAO 时西风增强北移,北欧变暖、北非干旱 | 中世纪暖期时 NAO 偏强 |
| 全球变暖 | 工业革命后人为活动(温室气体排放)导致全球气温快速上升,20 世纪末气温是过去 1400 年最高;米兰科维奇周期无法解释近现代快速升温 | 近现代变暖速率在过去 2000 年无先例 |
2. 地质年代与测年技术
- 古地磁测年原理:地球磁场极性会周期性反转(如布容正向期、松山反向期),岩石 / 沉积物形成时会记录当时的地磁极性,通过对比已知极性年表确定年代(对应回忆卷简答题 1)。
- 常见测年方法 :
- 放射性碳(¹⁴C)测年:适用于数万年尺度,但可能受年轻碳污染低估年龄;
- 释光测年(pIRIR):用于土壤、沉积物测年,单颗粒(SG)技术可量化生物扰动速率;
- 氧同位素测年:通过冰芯、有孔虫壳体 δ¹⁸O 记录,反映温度和冰量变化。
3. 关键理论与提出者
| 理论 / 学说 | 提出者 | 核心观点 | 考点结论 |
|---|---|---|---|
| 均变论 | 查尔斯・莱尔(Charles Lyell) | 现在是过去的钥匙,地质过程连续渐进 | 回忆卷选择题 "均变论提出者" 答案 |
| 大陆漂移学说 | 阿尔弗雷德・魏格纳(Alfred Wegener) | 全球大陆曾为泛大陆,后漂移分离 | 学说曾遭质疑,因缺乏动力学机制 |
| 大冰期理论 | 路易斯・阿伽西(Louis Agassiz) | 第四纪存在大规模冰期活动 | 首次系统提出冰期对地表的改造作用 |
| 四次冰期模式 | A. 彭克(Albrecht Penck) | 阿尔卑斯山存在贡兹、明德尔、里斯、玉木四次冰期 | 后被黄土多旋回记录修正(不止四次) |
| 米兰科维奇理论 | 米卢廷・米兰科维奇(Milutin Milankovitch) | 北半球 65°N 夏季太阳辐射变化驱动冰期 - 间冰期旋回 | 存在 "100ka 问题"(偏心率贡献最小却主导冰量周期) |
4. 正误判断核心考点(对应回忆卷判断题)
- ❶ "全球生命大爆发在第一次大氧化事件后快速出现"→ 错误。第一次大氧化事件(约 24 亿年前)使大气出现自由氧,而全球生命大爆发(寒武纪大爆发)发生在约 5.4 亿年前,时间间隔遥远。
- ❷ "格陵兰冰芯气泡中只含有 CH₄"→ 错误。冰芯气泡含多种气体,包括 CO₂、CH₄、N₂等,是重建古大气成分的核心载体(如 δ¹⁸O 记录古温度)。
- ❸ "岁差周期"→ 正确表述:岁差是地球自转摇摆导致黄道与天赤道交点变化,周期约 21ka(23ka 与 19ka 叠加),影响太阳辐射季节分配;错误表述:岁差周期为 41ka(混淆黄赤交角周期)。
- 补充高频判断题:
- "末次冰盛期冰盖扩展中心在南极"→ 错误(北半球 60°N 左右);
- "米兰科维奇理论可解释近现代全球变暖"→ 错误(近现代变暖是人为温室气体排放主导);
- "4.2ka 干旱事件仅影响中东地区"→ 错误(全球尺度,影响古埃及、阿卡德帝国、红山文化等)。
三、简答题核心知识点(对应回忆卷第三题)
1. 古地磁测年原理(回忆卷简答题 1)
- 核心依据:地球磁场具有周期性极性反转(正向:磁场方向与现代一致;反向:与现代相反),形成全球通用的 "地磁极性年表"。
- 测年流程 :
- 采集岩石 / 沉积物样品(如黄土、火山岩、深海沉积物);
- 测量样品剩余磁性,确定其形成时的地磁极性;
- 将样品极性序列与已知年代的地磁极性年表对比,匹配后确定样品形成年代。
- 适用范围:主要用于百万年至数十万年尺度测年,是第四纪环境演变研究的重要定年手段(如黄土 - 古土壤序列定年)。
- 考点延伸:与放射性碳测年、释光测年的适用尺度对比。
2. 沃克环流影响(回忆卷简答题 2)
- 定义:赤道太平洋地区的纬向大气环流,由东太平洋冷海水上翻导致空气下沉,西太平洋暖海水蒸发导致空气上升形成闭合环流。
- 主要影响 :
- 正常状态:维持赤道太平洋东冷西暖的海温分布,调控热带降水格局(西太平洋多雨,东太平洋干旱);
- 异常状态:
- 厄尔尼诺(ENSO 暖相位):沃克环流减弱,东太平洋海温升高,导致南美洲西海岸多雨、东南亚干旱;
- 拉尼娜(ENSO 冷相位):沃克环流增强,东太平洋海温更低,导致东南亚多雨、南美洲西海岸干旱;
- 关联气候事件:影响全球季风系统(如东亚季风、南亚季风),与干旱、洪涝等灾害密切相关。
3. 大西洋温盐环流(THC)机制及影响(回忆卷简答题 3)
- 核心机制 :由海水温度和盐度差异导致的密度驱动环流,又称 "大洋传送带"。
- 北大西洋高纬地区:海水冷却(辐射冷却)+ 蒸发浓缩,盐度升高、密度增大,形成深层流下沉;
- 深层流向南输送:沿大西洋底部流向南极,与南极底层流汇合;
- 表层流北上补偿:低纬地区温暖低盐海水向北输送,补充高纬下沉的海水,完成循环。
- 气候影响 :
- 热量输送:将低纬地区的热量输送至北大西洋高纬,使北欧气候显著暖于同纬度其他地区;
- 冰期 - 间冰期关联:末次冰盛期温盐环流关闭,导致北大西洋周围陆地强烈变冷,全球气候恶化;
- 快速气候事件:新仙女木事件、8.2ka 寒冷事件均与温盐环流中断 / 减弱相关。
4. 陆地生态系统与气候之间的相互作用(回忆卷简答题 4)
- 双向作用机制 :
- 气候对陆地生态系统的影响:
- 温度 / 降水:控制植被类型分布(如热带雨林、温带草原、荒漠的分异),影响植被覆盖度和生长速率;
- 气候变化事件:如 4.2ka 干旱导致浑善达克沙地荒漠化,红山文化先民南迁;全新世大暖期促进植被扩张,支撑农业发展;
- 极端气候:冰川扩张、沙漠化导致生态系统退化,生物多样性减少。
- 陆地生态系统对气候的反馈:
- 碳循环反馈:植被通过光合作用吸收 CO₂,土壤储存有机碳,是全球碳库的重要组成部分;植被破坏导致 CO₂释放,强化温室效应;
- 地表反照率反馈:植被覆盖度高时,地表反照率低,吸收更多太阳辐射,局部升温;沙漠化地区反照率高,反射太阳辐射,局部降温;
- 水汽循环反馈:植被蒸腾作用调节大气水汽含量,影响区域降水(如森林 "增雨效应")。
- 气候对陆地生态系统的影响:
- 考点案例:中国北方沙漠 / 沙地的 "植被 - 气候" 互动 ------ 中全新世暖期东亚夏季风增强,植被覆盖增加,风沙活动减弱;未来人为暖期潜在蒸发量增加,东部沙地植被退化,风沙活动增强。
四、论述题核心知识点(对应回忆卷第四题)
1. 新生代地理格局变化及气候环境效应(回忆卷论述题 1)
- 核心地理格局变化 :
- 板块运动与造山运动:
- 青藏高原 - 帕米尔高原、天山隆升:改变大气环流路径(如阻挡西风带,分流东亚季风);
- 泛大陆解体:大陆漂移形成现今海陆分布,扩大海洋面积,影响海洋环流(如大西洋形成,温盐环流建立);
- 副特提斯海收缩:减少低纬海洋水汽输送,加剧中亚干旱化。
- 冰盖发育与海平面变化:
- 第四纪冰期 - 间冰期旋回:北半球冰盖反复扩张与退缩,导致海平面大幅波动(冰期下降 90-120 米,间冰期上升);
- 大陆架出露与淹没:冰期大陆架出露,减少海洋蒸发面,加剧全球干旱;间冰期大陆架淹没,增加水汽供应。
- 板块运动与造山运动:
- 气候环境效应 :
- 全球降温趋势:新生代整体呈降温、干旱化趋势,第四纪进入大冰期(多次冰期 - 间冰期交替);
- 区域气候分异加剧:
- 东亚:青藏高原隆升导致东亚季风形成并增强,使中国东部成为季风气候区(雨热同期),西部成为干旱区;
- 中亚:副特提斯海收缩 + 山脉阻挡,形成温带大陆性气候,沙漠广布;
- 北大西洋:海陆分布变化促进温盐环流形成,使北欧气候暖于同纬度;
- 环境事件频发:冰期 - 间冰期旋回引发沙漠化、黄土堆积、洪水等环境事件,影响生物演化和人类文明进程。
2. 气候系统要素及与气候相互作用的主要机制和途径(回忆卷论述题 2)
- 气候系统核心要素:大气圈、水圈(海洋、湖泊、冰川)、冰冻圈(冰盖、冻土、海冰)、生物圈(植被、微生物)、岩石圈(土壤、沉积物、地形)。
- 各要素与气候的相互作用机制 :
- 大气圈(核心驱动层):
- 机制:大气环流(哈德来环流、西风带、季风)输送热量和水汽,调控全球气候分布;温室气体(CO₂、CH₄)通过温室效应影响地表温度;
- 途径:大气运动(如气旋、反气旋)引发天气变化,长期环流异常导致气候异常(如厄尔尼诺、拉尼娜)。
- 水圈(关键调节层):
- 机制:海洋通过温盐环流输送热量,调节全球温度;海洋蒸发提供大气水汽,影响降水;湖泊、河流调节区域湿度;
- 途径:海温异常(如赤道太平洋海温异常)驱动大气环流异常;海平面变化影响海岸带气候和生态。
- 冰冻圈(敏感反馈层):
- 机制:冰盖 / 海冰反照率高,反射太阳辐射,冷却气候(冰 - 反照率正反馈);冻土储存甲烷,解冻后释放强化温室效应;
- 途径:冰盖扩张 / 退缩改变地表形态和大气环流;海冰变化影响海洋 - 大气热量交换。
- 生物圈(动态反馈层):
- 机制:植被通过光合作用、蒸腾作用调节碳循环和水汽循环;微生物参与土壤碳分解和氮循环;
- 途径:植被覆盖变化改变地表反照率和粗糙度,影响局部气候;生物多样性变化反映气候适应性。
- 岩石圈(基础支撑层):
- 机制:地形(如山脉)阻挡或引导大气环流;土壤储存碳和水分,影响地表能量平衡;火山喷发释放 CO₂、火山灰,短期冷却、长期升温;
- 途径:岩石风化吸收 CO₂,调节长期气候;沉积物记录古气候信息(如黄土、深海岩芯)。
- 大气圈(核心驱动层):
- 核心考点:强调 "系统相互作用",而非单一要素,如冰盖 - 大气 - 海洋的耦合(冰盖扩张→海温降低→温盐环流减弱→进一步冷却)、植被 - 气候 - 碳循环的反馈闭环。