网上有关“为什么极端气候事件发生得越来越频繁？”话题很是火热，小编也是针对为什么极端气候事件发生得越来越频繁？寻找了一些与之相关的一些信息进行分析，如果能碰巧解决你现在面临的问题，希望能够帮助到您。
极端天气和气候事件给人类带来了巨大的生命和财产损失，尤其是近年来，极端天气和气候事件的发生越来越频繁和激烈，2023年，全球的高温不断打破纪录。7月的第一周，成为全球有记录以来最热的一周。记忆再往前移，2022年长江流域发生了1961年以来最严重的高温干旱，中国第一大淡水湖鄱阳湖几近消失，在卫星地图上只剩一片滩涂；2021年，郑州发生特大暴雨等等。那么，为什么极端气候事件发生得越来越频繁？这样剧烈变动的气候环境是如何造成的？接下来我们就来今天了解一下吧。
一、首先， 什么是极端天气
极端天气是指天气、气候的状态严重偏离其平均态，几十年一遇甚至百年一遇的小概率事件。 极端天气事件是指天气（气候）的状态严重偏离其平均态，在统计意义上属于不易发生的事件。通俗地讲，极端天气气候事件指的是50年一遇或100年一遇的小概率事件。
极端天气判断标准
1、极端降雨
暴雨橙色及以上预警信号，即预计1小时降水量达70毫米以上，或6小时降雨量达100毫米以上，或24小时降雨量达150毫米以上。
地质灾害橙色预警信号，即气象因素致发生崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害风险高。
2、大风
大风橙色及以上预警信号，即预计平均风力达10级以上，或阵风11级以上。
3、冰雹
冰雹红色预警信号，即预计累计降雹时间30分钟以上，冰雹直径在2厘米以上，地面积雹厚度5厘米以上。
4、雷电
雷电红色预警信号，即预计有强烈雷电活动，并伴有10级以上短时大风，或短时强降水，或冰雹。
5、极端高温
高温红色预警信号，即预计日最高气温升至41℃及以上，或连续三天日最高气温37℃以上。来源:https://www.atermamicrowave.com/cshi/202501-153.html
6、极端降雪
暴雪**及以上预警信号，即预计12小时降雪量达6毫米以上。
7、寒潮
寒潮橙色及以上预警信号，即预计日最低气温24小时内下降12℃及以上，并且日最低气温下降到0℃或以下，平均风力达6级以上的冷空气活动。
8、极端低温
持续低温**预警信号，即预计连续三天及以上日最低气温低于-12℃。
9、大雾
大雾红色预警信号，即预计2小时内可能出现强浓雾天气，能见度小于50米；或已经出现能见度小于50米的雾并可能持续。
10、沙尘暴
沙尘暴**及以上预警信号，即预计有水平能见度小于1公里的沙尘暴天气现象。来源:https://www.atermamicrowave.com/cshi/202501-339.html
11、龙卷风
由事件是否发生来确定。在强烈不稳定天气条件下产生的一种小范围的高速旋转的空气涡旋，中心风力达100米/秒以上，直径一般几米到几百米。
哪些极端天气越来越多呢？
1、特大暴雨
一地24小时累计降雨量250毫米以上。
2021年，7·20郑州特大暴雨，因灾死亡失踪380人
2、极端高温
2022年全球发生的极端高温事件。中国区域性高温事件综合强度已达到1961年有完整气象观测记录以来最强。西班牙因高温天气导致死亡的人数约为4601人。
3、严重干旱
2022年欧洲夏季干旱，造成2万人死亡，影响了农作物产量，推高了粮食价格，这个事件被誉为500年来最严重的气候灾难，经济损失达200亿美金。
4、飓风
2022年9月，飓风“伊恩”，造成130人死亡，超过4万人流离失所，经济损失超过1000亿美元。
二、为什么极端气候事件发生得越来越频繁？这样剧烈变动的气候环境是如何造成的？
科学家认为，这是温室气体浓度增加、全球变暖、厄尔尼诺现象、地球自身动态运动、人类对自然的干预、太阳辐射变化、地球轨道偏离等内外因素共同作用的结果。
科学家还认为，地球对气候变化有一种自然的反馈机制，它可以扩大或减少外部积极和消极的力量，以维持地球气候系统的稳定。没有这样的机制，气候系统可能会走向极端，要么太热要么太冷。然而，如果外界压力过大，可能会导致气候系统崩溃，因此灾难性的极端天气和气候事件会频繁发生。
1、全球变暖
目前已经有科学家团队表明全球气候变化是增加了极端天气事件频率的主要原因之一，也就是说温室气体排放引起了气候变化，造成了全球气温变暖。冰川作用被认为是气候变化最敏感的风向标——当气候变冷时，冰川向前延伸;当气候变暖时，冰川就撤退来源:https://www.atermamicrowave.com/xwzx/202412-64.html。科学家们根据每年收集的冰川消融数据、航拍照片和地图，编制了全球逾10万个冰川的详细清单，证明全球冰川的确正在显著萎缩。特别是自20世纪80年代中期以来，冰川加速消融。这表明全球变暖是一个不争的事实。全球变暖不仅可以改变平均气温，还可以增加气候的可变性，即增加最高和最低值之间的差距。平均温度和温度变异性的增加可能引起极端天气和气候事件。
全球变暖对极端天气和气候事件有何影响?这可以从两个方面来看。从概率的角度来看，如果某一地区或某一地点的天气是多年平均条件下的正态分布，那么在极大极小状态下的天气是不容易发生的；从温度的角度来看，如果冷热天气的概率很小，那么极端冷热天气的可能性就更小。全球变暖增加了平均温度和局部高温天气的可能性。极端高温天气发生频繁，高温热浪等极端天气事件更加频繁。
根据气象原理，全球变暖增加了地表温度，增加了水面的蒸发，增加了蒸发到大气中的水汽总量，加快了水循环的速度。随着大气中含水量的增加，降水会在较短的时间内增多。暴雨、暴雪、局部洪涝等极端降水事件频发。龙卷风、雷暴、强对流天气如暴风雨、冰雹等在个别地区也会增多。此外，植物、土壤、湖泊和水库的蒸发正在加速，水的耗竭在增加，加上气温的上升，一些地区将遭受更频繁、更持久或更严重的干旱。
2、人类活动
人类活动对地球会产生很大的影响，生活在地球上，无论是平时的交通出行和工业制造供暖智能和燃烧等都会排放二氧化碳。而且平时砍伐树木，河流改造、破坏动植物栖息地等也会使环境发生很大的变化，正因为这多方面的因素而导致了地球生态环境改变，从而很容易出现极端天气。
人类活动将对地球的气候产生影响。人类燃烧化石燃料和砍伐森林所造成的温室效应，大气气溶胶浓度变化所造成的“伞效应”，以及土地利用和土地覆盖变化所造成的地表反照率变化，都会影响地球的气候。在人类所有的活动中——交通运输、工业生产、供暖、制冷、发电等，化石燃料燃烧对二氧化碳排放的贡献最大，占人类活动排放总量的70-90%。剩余的二氧化碳排放来自土地利用活动，如畜牧业、农业、开放土地和森林退化。
在化石燃料广泛使用之前，人类对地球气候的最大影响是土地的使用来源:https://www.atermamicrowave.com/zhishi/202412-40.html。农业种植和灌溉、森林砍伐、河流改道或破坏动物栖息地将使环境发生根本变化。一项有争议的假说认为，农业的兴起以及随之而来的森林砍伐和农业活动可能是5000至8000年前地球大气中二氧化碳和甲烷大量增加的原因。
3、厄尔尼诺现象
厄尔尼诺现象是指太平洋东部和中部异常高温持续存在，导致极端天气频繁发生。“厄尔尼诺”一词源于秘鲁和厄瓜多尔在圣诞节前后海水温度的季节性上升。三月以后，暖流消失，水温逐渐下降。当地人称这种现象为“El Nio”，在西班牙语中意为“圣婴”(在圣诞节出生的男孩)，这种现象已有几千年的历史来源:https://www.atermamicrowave.com/xwzx/202412-69.html。
厄尔尼诺现象是指每隔几年由于海水温度上升而引起的大气环流异常，严重影响了世界各地的气候异常。通常情况下，西太平洋的温水从东流向西，而深海的冷水则沿着南美海岸漂流。每隔几年，信风就会改变方向，温暖的海水也会改变方向。
由西向东的方向变化阻碍了较冷的深海海水的上升，引发了与厄尔尼诺现象有关的全球气候变化。每当厄尔尼诺现象发生，极端天气事件如飓风、龙卷风、暴风雪、暴雨和洪水在世界的许多地方增加，如降雨增加在美国南部和秘鲁，在西太平洋的毁灭性的洪水和干旱，澳大利亚森林火灾也与厄尔尼诺有关。随着全球变暖，厄尔尼诺现象变得更加频繁和持续时间更长。科学家普遍认为厄尔尼诺现象的发生与恶化的自然环境有关。
4、太阳活动
一些研究表明，太阳黑子活动期间太阳辐射的增加也会对全球变暖产生影响。科学家主要观察太阳黑子和铍同位素的变化，以了解过去几百年太阳活动的变化。对于地球的气候系统来说，太阳是最大的热源(正如潮汐发电所显示的那样，月球的引力提供的能量更少)。太阳能在地球表面转化为热能，成为地球气候不可分割的一部分。从短期来看，太阳也有各种变化，包括太阳黑子活动的11年周期。太阳辐射强度的变化被认为影响和触发了1900年到1950年的小冰河期和变暖的珊瑚现象。太阳辐射增加和减少都会导致地球的气候发生变化。而且太阳活动期间辐射也会增加，从而导致全球气候变暖。
5、地球轨道变化
地球轨道的周期性变化，在一定程度上是太阳对地球影响的延伸——地球轨道的细微变化会导致到达地球表面的阳光分布和数量的变化。地球轨道的周期性变化称为Milankovitch循环，它直接影响地球接收到的太阳辐射的增加或减少，从而引起地球气候系统的变化和地球冰川的退缩。此外，还有其他微妙的变化，如撒哈拉沙漠的反复推进和后退，这些变化与地球轨道的周期性变化相对应。
以上就是关于极端天气频繁的原因介绍了，最后，极端天气事件变得越来越频繁，除了气候变化和人类活动的影响，也与全球人口增长和人们对能源的依赖增加相关。为了减轻全球气候变化的负面影响，每个人都需要为减少温室气体的排放做出贡献，切实采取措施降低对环境的负面影响。和合共生，命运与共。气候变化是全人类共同的难题，需要全球所有国家共同努力。人类命运共同体理念提出了共商、共建、共享的全球治理观，有助全球气候治理开启新航程。
研究现状
混沌理论在地球科学领域大有作为.一方面是因为混沌理论本身的普适性以及其在研究方法上的客观性和科学性，另一方面是地球科学中的大多数研究内容正是适合于应用混沌理论进行研究的对象.混沌理论必将深刻地影响地球科学的发展，而地球科学中若干重大问题的突破也必将充实和完善混沌理论.
地质学中许多专题与混沌有关，如构造变动、岩浆运移、地磁反向、岩石矿化、浊流沉积等.其中前寒武复杂变质构造的研究与混沌关系密切.每次叠加的构造活动相当于动力学的迭代、映射过程、群的作用过程.四川彭县的等斜褶曲、大金川的紧密褶曲、马角坎的尖棱褶曲等与混沌动力学中的拉伸、折叠作用极为相似，构造地质学可以从混沌研究中得到启示.板块运动的地幔热对流假说可以结合计算机数值计算进行深入研究.G.A.格兰兹麦耶（G.A.Glatzmier）等人已就地幔对流的一个球面碰撞模型做了数值计算研究，结论是：下托的原板在地幔对流中起重要作用，对流的混沌演化可能影响板块的时空行为，进而影响大陆的聚散方式.另外，古地磁反向年表的混沌研究有重要意义.布拉德（E.C.Bullard）和奇林诺斯（D.R.J.Chillingnorth）等人给出了类似洛伦兹方程的地磁反向模型，能够解释一些现象，不过还显得粗糙.
1.冰川进退问题
冰川系统是一个混沌系统.在某一相对稳定的状态下，由于某种原因的扰动，使大陆冰盖分布的温度稍微下降一点，冰川因此向低纬方向推进了一点.因为扩大后冰盖反射掉更多的阳光，温度势必进一步下降，冰盖也因此得以再度向前扩展.如此反复进行下去，温度不断下降，冰川的扩张得以持续，一直到新的冰融线暂时地稳定于某个平衡部位为止.在这一过程中，形态的运转只有第一步是由外界的扰动引起的，以后则只需上一步的结果即可构成下一步过程的原因，形态的演化得以继续.可见这一过程内蕴的非线性反馈机制对系统演化的进程起着明显的控制作用.另一方面，这一过程产生的暂时平衡是不稳定的，只要冰融线附近有一个与前述类似的增温，冰盖就将沿着与上述过程相反的方向退缩回去，直到又一个新的冰融线产生并暂时地稳定时为止.如果异地发生的增温与降温交替或同时作用，则受其激发的冰川将在一个大致的空域内作往复式波动.但无论其进退，我们都能看到在环境的激励变化与系统的行为响应之间量级上显然不成比例，环境扰动一旦启动了系统的运转机制，系统本身所具有的非线性反馈特征即成为此后维系其过程的内在的动力学原因.总之，只要温度发生很小的变化，就会引发或终止一个冰川期，这就是系统对初始条件的敏感依赖性.其次，冰川一旦被启动（前进或后退），其内部蕴涵的非线性反馈机制成为维系过程长期进行的内在动力学原因.因此，利用混沌理论研究冰川演化问题以至气候变迁，有可能对其发生，演化的规律作出更切合实际的解释.
我们可以用逻辑斯蒂（Logistic）映射（详细情况可见6.3与6.4）描述以上过程，即
分形混沌与矿产预测
其中xn+1为某时刻的冰川面积，xn为前一时刻冰川面积，μ为结冰率（结冰率=结冰速率/融化速率），它是影响方程性态的惟一参数.
方程（6.2.1）表明某一时刻的冰川面积只与结冰率及前一时刻的冰川面积相关，而且由于限制因子1-xn的存在，冰川的增长不可能是无限的.另一方面，由之表征的冰川演化行为却远非方程的表面形式那样简单.数值模拟表明，当0＜μ≤4时，方程（6.2.1）所显示的动力学性质是多变而微妙的，其解可以分别是稳定解（不动点）、周期解和混沌解三种情况.来源:https://www.atermamicrowave.com/cshi/202501-418.html
（1）当0＜μ＜1时，即融化速率大于结冰速率，则无论是何种地质环境或气候环境，冰川的面积将逐渐退缩并趋向于零.
（2）当μ=1时，冰川的演化趋势依然是趋近零而非一般想象的那样保持稳定，即xn+1→0.这一结论是耐人寻味的，它表明在结冰与融化这一对矛盾处于相持状态时，系统的平衡是不稳定的.这是因为限制因子1-xn的作用所至，它导致冰川在该条件下仍持后退的趋势.
（3）当1＜μ≤3时，式（6.2.1）有一个稳定的不动点1-1/μ，因此冰川的总体趋势是趋向于一个有限的覆盖面积.
（4）当3＜μ≤4时，不动点1-1/μ变得不稳定，而衍生出两种新的演化趋势.其一是在μ略大于3时，式（6.2.1）取周期解；而随着μ进一步增大（如）时，开始出现倍周期分岔，即混沌的趋势.
综上可知：当融化速率大于结冰速率时，冰川的演化呈持续退缩的趋势；而两者相等或后者大于前者时，冰川的演化视μ的取值不同相应不同，即，后退、有限扩展、周期性进退振荡和“无规律”的进退变化等.究其原因，在于系统内蕴的非线性制约了其演化的性质和行为.来源:https://www.atermamicrowave.com/xwzx/202412-23.html
2.地磁极的倒转
在地球发展历史中，地磁极曾发生了数次随机倒转，即磁北极变成磁南极，磁南极变成磁北极，或反过来，其间的时间间隔不尽相同.混沌运动的自逆转特性可以很好地模拟地球磁场的随机倒转.应用混沌理论解决地磁极随机倒转是一条非常有希望的途径.例如力武常次发电机模型产生了随机极性倒转的结果，它与地磁极倒转之间具有明显的相似之处.因为地球的磁场成因于导电的外地核，外核的作用像一个发动机一样.液态外核由铁组成，在地核条件下它是良好电导体.在地核中的电流生成了地磁场.在地核中的浮力，产生于温度或物质构成的差异，驱动了流体的流动.流动中的电导体在磁场中又感应出电场.这是一种自激式电动机.
3.矿床分布
矿床在地壳中的分布具有一定规律性.在时间上，矿床不是均匀地分布于各个地质时代，而是在某个时代相对集中，这就是成矿期问题；在空间上，矿床也不是均匀地分布于各个（类）地质体中，而是集中在某个（类）地质体中，这就是成矿区问题.为什么矿床的时空分布会出现这种特征?其中是否存在内在本质的规律?cantor集合可以给予我们有意义的启示.
地壳中元素和矿化分布的不均匀是一个普遍规律.在全球范围内，矿床往往集中分布在几个成矿带中，在成矿带内，矿床又集中在若干个成矿省；一个成矿省内矿床通常只集中在几个矿化密集区内；在一个密集区内的矿床，特别是一些大型、超大型矿床主要集中在一二个矿田内；在一个矿田内，尽管可以有许多矿床和矿点产出，但往往是一二个矿床占据矿田矿石储量绝大部分；甚至一个矿床中，70%～90%以上的矿石储量往往被一、二个主矿体所占有.例如，统计资料表明（北京矿产地质研究所，1987），世界金属矿产总储量的46%集中在仅占矿产地总数0.25%的大型、超大型矿床中，32%的储量蕴藏于占矿产地总数12.5%的中型矿床中，而不具有经济价值的矿点则占矿产地总数85.75%.在中国华南已知的1200余个钨矿床和矿点中，超大型矿床占0.8%，但却占了总储量的62%，而达到矿床和矿点总数93.5%的小型矿床和矿点的储量仅为总储量的6%.又如中国的一些萤石矿床，尽管在一个矿床中可以有若干条矿脉，总储量达数万吨以上，但其中90%以上的储量却常常集中在一条矿脉中.由此从超大型矿床到小型矿床，再到矿点、矿化，它们在空间分布上具有分形丛集性.
如果把某一地区（或全球范围）分成许多大小相等的单元，可发现有些单元有矿床，在有矿单元之间存在若干无矿单元.之后再把有矿单元分成更小的单元（大于单个矿床的线性尺度），又发现有矿聚群和无矿的单元.在任何一个矿床聚群中，无论单元的尺度多么小，只要大于单个矿床的尺度，其中总存在若干无矿的单元.由此，可以把矿化的分布看成是随cantor（康托）集合在空间上的分布.来源:https://www.atermamicrowave.com/cshi/202501-260.html
4.成矿作用
成矿作用是介质中分散的成矿物质在地质作用下迁移聚集而形成矿床的过程.在这个过程中，成矿系统由无序状态逐步向有序状态演化，并与外界环境不断地进行物质和能量的交换.这类系统非常类似于生态系统.因此，利用逻辑斯蒂（Logistic）差分方程来分析成矿系统的动力学行为，进而判断成矿的潜能，探讨混沌与成矿作用的关系，是目前值得注意的一个研究方向.
於崇文等（1998，1999）将复杂性科学和矿床地质学相结合提出了一种新的金属成矿理论—“金属成矿动力学系统的复杂性与自组织临界性”，并应用这一理论研究扬子古陆周缘四大成矿区带矿床成因与成矿规律，发现“大型矿床的成矿区带在混沌边缘”.在概述“金属成矿动力学系统的复杂性与自组织临界性”的理论纲要与混沌和混沌边缘基本概念的基础上，提出了地质-成矿系统在混沌边缘的四条判定准则：① 自组织临界性的标志-广义地质学（地质学、地球物理学、地球化学）场（温度、流速、压力等）的场量之时-空幂律分布及其基本属性：A.长程时-空关联与连通性及其时-空分形结构；B.崩塌动力学；C.“元胞自动机”的动力学机制；D.自组织临界性的涌现于“混沌边缘”，并具有最大的复杂性、演化性和创新性；② 岩浆和热液“孤子”、“孤波”与“相干结构”以及其他弱混沌“拟序结构”；③ 超临界地质流体参与地质-成矿作用.
於崇文院士进一步提出金属成矿动力学系统的复杂性与自组织临界性的三大基础理论：① 地质-成矿过程的非线性动力学-应用非线性动力学理论研究矿床和矿集区形成的动力学机制；②“地质-成矿作用与时-空结构”耦合系统的复杂性-应用时-空分形、时空混沌和弱混沌拟序结构理论研究成矿系统的空间展布和时间演化规律；③ 地质-成矿系统自组织临界性的（混沌边缘）的涌现机制-应用“瞬态混沌”理论研究混沌边缘，用混沌边缘的判定准则研究了矿床和矿集区的时-空定位.於崇文院士应用上述三大基础理论，将扬子古陆周缘四大成矿区带矿床地质实际与混沌边缘的判定准则相结合对“大型矿床的成矿区带在混沌边缘”这一重大地质命题进行了论证，研究了大型矿床与成矿区带形成的动力学机制.
5.地幔对流
普遍认为热对流是地幔中热传导的基本方式.由铀等放射性同位素的蜕变而在地幔中产生热.在地球的冷却过程中热被耗散掉.板块构造中的表面板块是地幔对流细胞的热边界层.而板块是由在大洋中脊处上升的地幔流动造成的.板块具有重力不稳定性，并在大洋的海沟（俯冲带）处下沉.由于地幔的体积占地球总体积的85%以上，可以说地球宏观物理性质主要是由地幔性质所决定的.而地球最基本的物理特征之一是在瞬时力作用下是刚体，这与地幔大部分是固态的情况相吻合，而在长久的持续作用下则是可塑体，这表明由于热激活蠕变，使固态地幔的性质就像是流体一样.这是因为处于高温高压的地幔，其性质与常温常压下的固态是有很大差别的.其中最关键的物理参数是其粘滞系数，它是温度和压力的指数函数，而且密度也会随着压力（深度）增大而显著增加.若以地质学的时间概念，以百万年为尺度来看地幔在长久力的持续作用下会发生蠕变，具有流体的某些特征就不足为奇了.在这种情况下，应变和应力的关系几乎可以肯定是非线性的，这些非线性项有可能造成混沌运动.
6.水系的演化过程
地表水系不仅是一种普遍发育的地质体，也是一种重要而活跃的地质营力.这一双重特性使其演化过程中的非线性反馈作用更为突出.考察水系发育过程可以发现：任一条初始平直的水系都必然会向曲流转化，而这一过程的启动可以有多种原因且可能是完全随机的.假设一条平直河道的某处因岩块堵塞，主流线因而向一侧河岸迁移，则该岸因侵蚀加强而后退，主流线因此进一步朝该岸迁移，河岸也进一步后退，于是原本平直的河道逐渐变为弯曲河道.由此还将引起一系列连锁反应：在惯性离心力作用下，弯道水流涌向下游对岸，使之剥蚀后退形成新的弯道与凹岸，此处水流再次重复同样的运动，原本平直的河道演变为多重S形.可见，一旦某个确定性因素（如因地球自转产生的科里奥利力）或随机因素（如滑坡）启动了上述进程，水系内蕴的非线性机制及其自身的水动力将使这一过程得以持续下去，直至河流达到其理想侵蚀面为止.此后某个因素导致河流发生截弯取直作用，使之向平直河道的演化趋势回复.如此更迭下去，河道的演化即必然不断地在平直—弯曲的更替和转化中进行.来源:https://www.atermamicrowave.com/cshi/202501-306.html
另一方面，水系因前述的双重特性而使其对于地壳运动的变化具有比多数地质体更为迅捷的响应和更加详细的记录，同时其自身的响应变异在相当范围和相当程度上又足以导致地质环境平衡态的破坏，使其对某些区域性地质灾害的发生不啻于一种驱动力和加速器.即在有水系参与的生态环境中，因地壳应力的改变等引起的微小涨落可通过水系响应而被放大，从而加剧了环境失衡和某些灾害发生的可能.
7.旱涝更迭
对中国灾情进行研究的结果表明：任一地区的旱涝每隔一定年限均有旱涝更迭现象，这可用混沌理论来解释.在降雨与蒸发相对平衡的年份，若此时有一点扰动，例如意外的一场寒冷带来的一场大雨或农民大面积浇地带来的空气湿度过大，则会使得该地区气温相对于其他地区较低，湿度更大.当有热流或冷气流路经此地时，易于冷热相遇，形成雨.下雨之后使该地区气温更低，湿度更大，易于形成更大降雨.多次迭代的结果形成洪灾，有时这种情况持续多年，直到在某一大面积之内达到新的平衡为止.旱灾的出现也是如此.
8.地震
一些学者通过对关联维的研究，得到海城、唐山和龙陵大震前地震活动有一个低维混沌过程.同时得到辉长岩AE活动在失稳破裂前，其频数分布也是混沌的.这表明两种系统具有惊人的相似性.
简单的弹簧滑块模型可以描述断层性态.滑块受到约束，只能在一个平面上运动.由于摩擦作用的存在，当拉力没有达到某一个临界值之前，滑块原地不动，被粘住在表面上，而弹簧的拉力一直在增加.当弹簧的拉力增加到等于最大的摩擦阻力时，滑动才发生.这就是粘滑现象.而存贮在弹簧中的弹性应变释放，相应于地震的弹性回跳现象.
滑块模型可被用来模拟前震、余震、前震滑动、余震滑动和地震现象的统计特征.Nussbaum和Ruina（1987）用了双滑块模型，研究结果表明，当具有空间对称性时，滑块的动力学性态是周期的.Huang和Turcotte（1990）研究了具有空间对称性的同样的滑块模型，结果发现经典的混沌现象特征.Carlson和Langer（1989）使用了多滑块模型，也得到了混沌性态.弹簧滑块模型是一种地层活动特征的简单模拟.可是，低维模拟系统的混沌行为常常表明自然系统也会具有这种混沌性态.因此，可以有理由断言断层之间的相互作用，导致了分形的频度——震级统计关系，也是一种确定性混沌.地震的预报不可能在确定性意义下进行，只有用地震发生的概率方法才行.
目前，国际上侧重研究第四纪，即约2.5Ma以来地球气候和环境的变化，特别是过去几十万年和2000年以来这两个时段的气候、环境变化的原因和规律。之所以要集中研究最近2000年的地球历史，是因为这段时间是人类对地球影响最大的时期，同时也是人类历史资料与自然记录中对环境信息记载存在着重要重叠的时期。深入了解这段时间的气候和环境变化将为预测未来50～100a地球系统的区域至全球尺度的变化速率提供极有价值的参考资料。而对晚第四纪的最后几十万年，重点是15万年以来的气候和环境进行研究，则能帮助我们弄清引起冰期-间冰期旋回变化的作用机制及其自然反馈，从而深化我们对引起全球气候变化的自然过程的认识。
除这两个重要时间段的研究外，科学家还对更老的地质时期（从全球变化角度气候和环境发生迅速和突然变化）的气候环境变化给予关注，如二叠—三叠纪泛大陆的气候变化、白垩纪的冷暖变化、缺氧事件和末期的大绝灭事件、上新世（5.30～1.60Ma）的地球气候变暖。现已知上新世平均气温比现代高2～3℃，海平面比现今高30～50m等。对这些重要时期的研究有助于加深对最近地质时期全球变化的背景及原因的认识。
古环境和古气候的变迁信息较好地保存在黄土-古土壤、冰心、湖泊沉积、洞穴碳酸钙沉积、风成堆积、火山沉积、红土以及海洋、河流沉积等地质体中，其中尤以深海沉积、黄土-古土壤系列和极地冰心的地质记录成效最佳，被公认为是全球变化研究的重要支柱。
全球环境变化重点研究了地球系统的主要外源气候作用机制、地球系统演化的内部过程、快速和突然的全球变化及古气候与古环境的模拟，以及改进资料信息的获取技术和发展地层年代学等技术支撑系统研究。
90年代全球环境变化研究的进展大致如下：
1）全球环境变化的外源气候作用机制方面
研究主要集中在太阳内部变化产生的辐射调整和轨道作用力周期性变化引发的日射变化如何驱动控制气候发生相应的变化上。这种气候变化是长期的，一般在几千年到几十万年的时间尺度上，通过对深海岩心的δ18O记录和黄土记录等获得高分辨率的数据集试图弄清晚第四纪冰期-间冰期旋回的变化作用机制。结果表明，第四纪气候存在约20～100ka尺度的周期性变化，这一尺度恰好与地球轨道参数变化周期相当。许多学者对深海、陆地的地质记录进行周期分析，证明了气候变化是对轨道参数变化的线性反应，这是古气候研究的一大成就。而且发现第四纪以来气候变化的主导周期有一个转变过程，大体上是从岁差周期主导转变为黄赤交角周期为主导，最后是以偏心率周期为主导。但当前对气候系统变化存在100ka周期的起因及演化机制仍众说纷纭，有待更多的证据来证明这些假说。来源:https://www.atermamicrowave.com/cshi/202501-220.html
2）对地球内部作用过程作为气候变化的驱动力的重要因子的认识在逐步加深
近年来已认识到岩石圈运动，尤其是地球内部作用过程对大气圈、水圈和生物圈的影响不可忽视。它对全球环境变化，如大气成分的变化，地表干旱化、地震、火山的活动、酸雨的形成、土地荒漠化等都起着重要的作用。
（1）板块构造运动对地球气候和环境的影响。大陆的拼合、碰撞和分裂，改变了大陆的分布及位置，极大地影响了大洋和大气循环，从而改变了陆地的气候和生态环境，构造运动还直接引起地形地貌的变化，从而影响气候的变化。
（2）地壳垂直运动（降升）对气候变化的影响比水平运动可能更强，最明显的例子为青藏高原和美国西部山脉的隆升。一些学者通过模拟研究认为，青藏高原隆升可以改变大气环流和大洋环流形式，特别是东亚季风的形成和发展影响了北半球甚至全球的气候和环境。现确认高原隆升是晚新生代气候变化的主要驱动力。美国学者研究认为，内华达山脉的抬升导致大盆区近500年的干燥气候。
（3）巨型地幔和火山活动放气作用对全球变化的影响。火山喷发把大量固、液、气体从地球深部排放到大气圈中，从而改变了大气化学组分和日照率。火山作用产生的气溶胶，特别是硫气溶胶（主要是SO2形成的H2SO4）对地面温度的影响，它能降低对流层下部的气温。火山喷发后的两年内温度可能会下降0.2～10℃。火山作用的气候效应被北美高山冰川波动、格陵兰冰心记录，甚至树木年轮生长的研究所证实。但火山活动引起区域性还是全球范围的温度变化，还有待进一步弄清火山喷发的时间、范围和气候的响应等许多问题。
近年来，巨型地幔柱已引起地学家的广泛兴趣，他们开始注意到这一地球深部过程在全球变化中的重要作用，并认为地幔放气（CO2）会引起温室效应，岩浆活动迅速扩张引起全球海面上升等。有人提出中白垩世气候变暖、温度上升的原因与巨型地幔柱迅速大量排放CO2有关（CO2浓度为现代值285×10-6的3.7～14.7倍），而不仅是因为古地理的变化即大陆重新配置所致。地幔热柱来自核幔边界2900km深处，在地表形成许多热点和火山。陆上火山喷发出的火山灰遮蔽日照而致降温，而大洋中脊山带上的水底火山喷发出大量的CO2。构造地震活动在地质历史时期以及现代从未停止，有些还相当强烈。中国学者通过卫星遥感的红外谱图发现临震前在104km2级的大面积范围内向大气层大量急速释放CO2，不过其定量研究还远远不足。
（4）全球碳循环研究的新进展。由于大气CO2浓度上升造成的温室效应对全球变化产生重要影响，因此除了减少人类活动工业化排放到大气中的CO2量以外，查明地球内部成因的CO2的气源，即全球碳循环已逐渐成为重要研究课题。近年来岩溶地质学家通过研究，发现全球碳酸盐岩含碳量为1016t，占地球总碳量99%以上，在全球碳循环中占有重要地位。它不仅通过表层岩溶作用从大气中回收CO2，而且还可随着碳酸盐钙华的沉积而释放CO2，从而直接参与全球的碳循环，对气候变化有重要影响。中国袁道先等人估算了通过岩溶作用回收大气碳的通量（以CO2形式）全国为3.83×106t/a，全球为6.08×108t/a。日本估算全球碳的回收量为2.2×108t/a。估算结果虽因参数不一而有差别，但都在同一数量级上。在中国、土耳其、意大利等岩溶区的测试验证，有浓度高达23%～90%的幔源CO2通过活动断裂向大气释放，并伴随大量钙华快速沉淀。在30届国际地质大会上还报导了在西班牙南部某地，由于对碳酸盐岩含水层的过量开采，引起深部浓度达85%的CO2突然入侵的实例。可见，除人类活动影响外，地球深部CO2正通过地热区、火山活动及活动断裂带不断释放，直接进入大气促进了温室效应或储存于盖层成为气田。
（5）地球系统还有一些内部过程对气候变化有驱动作用，如CO2、CH4及N2O等主要活跃痕量气体的作用；冰盖消长与海平面变化的影响等。目前这些都已被PAGES列为专题研究。
（6）天文事件如彗星或小行星撞击可能诱发的古气候变化，以及地质历史时期中，如认为白垩纪—第三纪间有地外事件发生，重大的地质灾变导致生物大绝灭等，也是全球变化研究中需要考虑的。
3）快速和突然的全球变化原因和作用机制研究的新进展来源:https://www.atermamicrowave.com/cshi/202501-151.html
科学家们普遍认为气候环境的演变主要受米兰科维奇轨道参数（偏心率、地轴倾斜度和岁差）的控制，还有地壳运动、海陆分布等的影响，但对突发事件（突然变冷和突然变热）的原因和机制及其响应却不甚清楚。这种非轨道力的变化机制有可能是大气环流和风场变化引起的。因此探索和重建重要时期的古气候和环境，对于预测未来50～100a可能的变化将提供重要依据。近年来根据海洋沉积物、冰心和黄土等地质记录发现气候系统存在着不稳定性，它表现为气候以很快的速度（十几年到几十年）从一种状态变化到另一种状态。现在对末次冰期-间冰期发生的一些气候事件，包括新仙女木事件（YD）,Heinrich（H）事件，Dansaard-Oeschger（D-O）旋回（颤动）等进行重点研究。研究结果表明，YD事件（1.1万年前气候突然变冷）已在不同区域不同记录中，如海洋沉积、格陵兰的冰心记录，阿拉斯加的孢粉记录，北美的冰川记录等都有发现。甚至太平洋地区、亚洲中国和南半球委内瑞拉也有记录。Heinrich事件是指在北大西洋沉积中发现冰漂碎屑周期性增加的过程，又特指末次冰期期间普遍存在的6次大的冰漂碎屑沉积事件。它是由于冰山崩塌、涌出，导致北大西洋海水温度、盐度降低而气候变冷。H事件在北太平洋深海沉积、中国黄土堆积、南美山地冰川等各种记录中都有显示。D-O旋回距今22～37ka，有10次气候突变（突然升温降温）。由上述情况可知，YD事件、H事件、D-O旋回很大程度上都是一个全球性气候事件，其产生原因可以用冰盖融化、北大西洋环流强度的变化来解释。此外，低纬度水文循环也可能引起气候系统的不稳定性。
关于冰期-间冰期的转换和南北半球气候变化耦合（同时发生）的机制，G.H.Denton等提出了“海面变化-冰盖波动锁定”的解释，以后W.S.Broecker（1989）进一步认为是大洋传送带的开-合过程导致的，可能与北大西洋大洋环流有关。但目前还没有一个假说能作出满意的解释。
万年以下时间尺度的气候变化事件也开始在一些地质记录中被检出。如格陵兰冰心化学分析结果显示，自全新世以来存在明显的千年尺度的波动。最近这种波动尺度在中国黄土记录中以及赤道、高纬度地区、极地，从海洋到陆地的许多沉积记录中都有发现。看来这种短时间尺度气候事件也具有时间性。
近年来大范围的气候异常引起了科学家们对厄尔尼诺-拉尼娜现象的关注。所谓“厄尔尼诺”是指热带中、东太平洋表层海水大面积升温，而“拉尼娜”则相反，是指海水大面积降温。20世纪初，人们已开始注意到厄尔尼诺对海洋生态环境的影响。60年代认识到厄尔尼诺给全球气候造成重大影响，主要表现在热带东太平洋地区洪水泛滥和热带西太平洋地区荒芜干旱。研究表明，从50年代至今共发生14次厄尔尼诺。但现在发现厄尔尼诺的发生频率近年来逐渐加快。80年代有2次，而90年代已3次，并以1997/1998年为百年来最强的一次，使全球一些地区出现严重干旱或洪涝。拉尼娜现象自50年代至今发生了9次。专家们已确认厄尔尼诺-拉尼娜现象是热带海洋和大气之间相互作用、相互影响的结果。其发生频率的加快是否与全球升温有什么联系认识尚不一致。但厄尔尼诺-拉尼娜的影响已成为全球短期气候异常的主要因素是毋庸置疑的。
据最新的研究报导，从厄瓜多尔安第斯山脉上拉古纳湖底10m长的沉积物分析显示，厄尔尼诺历史可追溯到15ka前，而在近5ka来出现频率加快，大约每隔2～8年发作一次，而不像在地球气温较高时那样每15～35年发作一次。
4）天然气水合物对全球变化的影响和反馈成为不容忽视的新领域
天然气水合物在本世纪60年代以后陆续发现，但最初仅作为一个重要的潜在能源看待。而80年代后期科学家们才发现它与全球气候变化有着密切的关系。天然气水合物是水的晶格（90%）充填了天然气分子而形成的冰状固体，天然气成分以甲烷为主。天然气水合物的含碳量很高，据粗略估计全球可达1×104Gt，因而认为它是地圈浅部的重要碳库，是全球碳循环中的重要组成部分。天然气水合物在自然界中只能形成于甲烷来源丰富的富有机质沉积物或油气富集区，它在低温高压条件下才能稳定存在。一旦条件变化，如温度增高或压力降低天然气水合物即会分解，向大气释放大量甲烷，产生温室效应，从而对全球气候产生重大影响。反之，在温压条件适宜时，则吸收甲烷形成天然气水合物。目前的研究表明，天然气水合物的蕴藏量极大，因而通过甲烷的释放和吸收对全球变暖产生重大影响来源:https://www.atermamicrowave.com/xwzx/202412-130.html。
天然气水合物与地质历史时期产生的海底滑坡可能有联系，这被解释为由于天然气水合物的不稳定性而释放大量的甲烷所形成的充气层，降低了沉积物的强度所致，同时还伴随海平面下降事件。随着对天然气水合物研究的深入，它在全球碳循环中的作用，以及对全球环境、气候变化影响的强度、机制等的认识将进一步提高。
5）对150ka来和最近2ka时间段地球环境与气候的研究
（1）150ka时间段主要是研究晚第四纪的冰期-间冰期旋回，时间分辨率至少要达到1ka。这方面的重要成果是根据格陵兰和南极冰心的连续记录，恢复了160ka以来的气候变化史，特别是大气组分的变化；同时对18ka来的气候变化，进行了每隔3ka时段的气候模拟，模拟结果与地质记录一致；还对晚更新世以来的海面变化机制和规律进行了探讨。
在第30届国际地质大会上报导了新的全球变化的记录材料。中国岩溶地质研究所通过对桂林一个长达1.22m的石笋，在研究其内部微层理的沉积学特征基础上，用AMS14C法测年配合U系稳定同位素地球化学综合研究，揭示了中国南方36ka以来古环境变化的3个气候旋回，每个旋回持续3ka左右，在暖湿期分辨率可达0.1ka，在干冷期也可达0.5ka。美国Iowa州冷水洞，英美合作的苏格兰Uamkan Tartair洞，美国人在非洲博茨瓦纳Drotsdy洞通过石笋研究古气候的变化也获得较高的分辨率，但所用石笋较小（高仅16～40cm），时限范围限于全新世。
在海陆对比方面，加拿大科学家将中国黄土-古土壤序列与最新的海洋钻孔ODP Hole810c高分辨记录进行了周期对比。美国与俄罗斯科学家利用先进的活塞式钻具在贝加尔湖打出的岩心，记录了过去350ka北亚的气候变化，与著名的SPECMAP海洋氧同位素曲线进行对比，证明大陆与海洋在晚更新世主要的气候事件是对应的。
对于150ka来南北半球的气候变化及其机制方面，刘嘉麒报导了他们在中国渭南黄土剖面建立的高分辨率的古气候时间序列与深海沉积物氧同位素序列和南极、格陵兰冰心的古气候记录有很好的可比性，据此确定了末次间冰期的起始时间为距今128ka，结束时间为距今74.2ka，末次冰期最冷期在距今20～18ka，从而为全球变化对比提供了重要数据。
由于单一的古气候记录（大陆、海洋或冰心）不能完全代表全球性古气候，因此要正确了解全球气候变化过程，还必须综合区域性的、多学科的证据，深刻理解区域环境系统对气候变化的特殊响应，及不同地区或系统之间的相互关系。为此，IGBP中核心项目之一PAGES组织了一个国际性研究计划——PANASH（南北半球古气候计划），这是研究南北半球的气候机制和耦合关系的一个重要步骤。PANASH组织三条跨越两个半球的极地-赤道-极地断面（图3.1），即PEP-I美洲断面；PEP-Ⅱ澳大利亚-亚洲断面；PEP-Ⅲ欧洲-非洲断面。第30届国际地质大会交流了最新研究成果，不少研究根据植被变化及地质记录恢复了南半球一些地区古气候的长期变化。如T.C.Partridge综述了过去200ka来南非的气候变化，研究结果表明，南北两半球在气候变化中具有很强的耦合性。
通过不同的地质记录，反映了在第四纪时期古大陆环流不同分支的演变特征及其所导致的环境变化、水热、风场格局的变化。刘东生在大会上论述了亚洲不同季风系统与西风环流的相互作用，并提出了东亚古季风气候驱动因素和机制方面的概念模型。对黄土沉积序列，中国学者通过冬、夏季风气候代用指标的研究，分析了东亚古季风的变迁过程和特征。
（2）对最近2ka时间段的研究。由于它对预测未来50～100a全球变化的重要性，对时间的分辨率要求达到1～10a。冰岩心、岩溶沉积物、树轮、湖泊沉积和珊瑚沉积的地质记录甚至能分辨到年和季节，因而越来越受到重视。在第30届国际地质大会上，中法合作研究结果表明，通过对近2ka以来中国、非洲等季风气候区的气候变化记录对比，发现这些地区干、湿变化大致同步；在全新世时期中国和北非现代沙漠的扩张与收缩也是同步的，看来变化受控于同一因子。意大利中部最近几十年来，存在变暖趋势，接近1℃，而水文地质系统对气候变化的响应，通过数学模拟研究，河流径流量将趋减少。
图3.1 PEP断面的位置
中国科学家对青藏高原西昆仑山古里雅冰心（长309m）中δ18O（作为温度指标）、冰川累积量（作为降水量）和Ca（大气尘埃）等指标的研究，高分辨率地恢复了过去近2ka来的气候环境变化。中国学者还通过不同的地质记录重点研究了中世纪温暖期和15～18世纪的小冰期。
6）人类的社会工程活动在近代全球变化中的影响
除了自然作用过程作为影响全球变化的因素之外，还叠加了人类活动的作用和影响。现在已开始把人类活动作为一种重要的地质营力，改变着地球的气候和环境。如大量CO2气体的排放造成温室效应，森林砍伐，土壤侵蚀，沙漠化，工程活动，酸雨，矿产资源、能源的采掘、加工，环境污染等等，使地球生态系统日趋恶化。据统计，当今世界性工业燃耗大量能源，向大气层排放超量的CO2、H2S及其它30多种废气，每年约50×108t。由这些废气形成的“温室效应”越来越影响全球的增温。过去100a中气温最暖的6个年份都在80年代中期以后。据测，1992年平均气温比1951～1980年期间的平均气温高0.19℃，1993年高0.27℃，而最炎热的1990年又高出平均气温0.4℃，可见人类活动的影响程度。
研究人类活动的影响进行起来比较困难，其原因一方面是测量、记录的时限、资料有限；另一方面是如何将自然作用与人为作用从地质记录中区分开来有难度。后者的影响是局部的，还是区域性的？此外有些影响反馈效应和人们对其后果的认识往往是滞后的，需要预测评价和时间的验证。
7）区域地质环境系统对过去各种气候驱动因子的响应
刘东生在第30届国际地质大会主题报告“中国地质环境与全球变化”中，重点探讨了新生代以来中国地质环境与全球变化的联系，提出了大量地质证据，表明亚洲大陆干燥度在逐步增加来源:https://www.atermamicrowave.com/zhishi/202412-15.html。施雅风指出，青藏高原自中更新世以来上升3000～3500m，对周围的山地（昆仑）、沙漠（塔里木）以及长江等河流带来一系列影响：气温、地貌的变化、河流动力加强与携载物加多等。水文地质工程地质研究所通过构造、气候、人类活动环境分析三要素建立的空间模型，讨论了中国北方末次冰期环境演变的历史，指出在全新世大暖期的平均温度比现代高1.9℃，降水量比现代多195mm，而18ka前的最冷期，平均温度比现代低11.33℃，降水量比现代少165mm。东非肯尼亚Sonachi湖泊沉积高分辨率记录研究表明，非洲干旱区在最近数千年来总的是向干旱环境演化。而澳大利亚西部地区的干旱化，据研究，大致在0.78Ma以后才出现。
陆地水圈循环对气候变动的响应敏感，且对地球气候和环境变化起着调控作用。中国通过自西向东横切青藏高原、黄土高原至东部平原之间的大剖面，研究了各不同单元自晚更新世以来，古气候的演变及其对水环境的影响。在大陆水文循环中，通过对地下水流量的定量研究，K.M.Hiscock等（1992）再造了英国14×104a的古水文演化，尤其是全新世的水文演化。美国学者根据密西西比河道大小、沉积物特征，再造了该河上游地区高频率洪水的幅度的长期变化史。
全球变化也直接影响到海平面的变化。因此海平面在地质历史时期的变化及发展趋势是全球变化重要研究内容之一。尤其在人类历史时期海面变化直接影响海岸带的经济发展和人类生存环境，因此海面变化更引起人类的关注。王颍总结了中国海平面自盛冰期至全新世的变化情况：在近2ka晚全新世内，由于8～10世纪为暖期，11世纪时海面上升1.5m，以后气候较冷，海岸平原堆积，海岸阶地形成。本世纪海面上升速率为2～3mm/a，平均为1.4mm/a，并有持续上升趋势。
但是海面变化是否与气候变化成正相关关系，即气候变暖，海面升高，反之则下降，对此学者还有不同看法。尤其在区域范围内海平面的升降还可能受到构造作用和人为作用的影响。如由于地下水和油气的开采，建造大坝使三角洲系统缺少沉积物而海岸沉降。目前早已摒弃“全球统一海平面曲线”的提法。甚至认为，海平面并不平。科学的提法是海面变化。但气候变化仍是驱动海面变化的主要因子。1993年10月世界海岸会议95个国家的科学家认为，到2025年，由于极地冰川的消融和海水增温使水体膨胀等因素影响，全球海面将升高30～50cm，并预测到2100年可能会升高1m。
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