第四纪气候变化对人类迁徙的影响_第四纪气候变化

1.冰期与间冰期及其对古环境的影响

2.历史时期的气候变化是怎么样的？

3.古气候的气候史

4.第四纪冰川地质研究的历史与现状

5.黄土高原与鄂尔多斯高原第四纪气候环境的特征

6.全新世气候变化

7.地质时期气候的气候史

一、名词解释

天气与气候，气候期，冰期与间冰期，末次间冰期、末次冰期、末次盛冰期、冰后期、小冰期，冰阶，间冰阶，Dansgaard?Oeschger 振荡（D?O 振荡），哈因里奇冰筏（H），新仙女木，广义小冰期，现代小冰期

二、填空题

1.第四纪冰川作用区的气候期可分为______和______；非冰川作用区的气候期可分为______和______。

2.米兰科维奇理论认为控制地球表面日射率的轨道参数有三个，即______、______和______。

3.在第四纪冰期，全球的五大冰盖有______、______、______、______和______。其中______和______两个冰盖的面积在冰期和间冰期之间变化最大。

4.全新世的气候期从早到晚可划分为______、______、______和______。

5.阿尔卑斯山地区在第四纪发育的6次冰期分别称为______、______、______、______、______和______。

6.中国东部的4次冰期分别称为______、______、______和______。最后一次冰期在全球范围内又称为______。

7.通常把______的时期称为间冰期。

8.在第四纪沉积物中，CaCO3的含量受降水的影响比较明显，可以把CaCO3含量增加作为气候向______变化的指标。

9.第四纪沉积物中，Rb/Sr比值越高，气温______。

三、简述题和论述题

1.简述第四纪气候波动的岩石学标志。

2.简述古冰斗估算古温度值的方法。

3.简述古冰楔对古气候的指示意义。

4.简述第四纪气候变化的地球化学标志。

5.简述第四纪气候变化的同位素地球化学标志。

6.简述第四纪更新世气候波动特征。

7.简述全新世气候特点。

8.试述氧同位素作为气候指标的基本原理及其意义。

9.论述第四纪气候研究的宏观标志。

10.论述第四纪气候研究的微观标志。

11.论述第四纪气候变化的动力因素。

12.在晚更新世存在哪些重要的气候波动？

13.什么是Milankovich说？请评价其科学意义。

14.确定冰期和间冰期的主要依据有哪些？

冰期与间冰期及其对古环境的影响

第三纪末，气候开始转凉；第四纪初期，寒冷气候带向南转移，使高纬度和高山地区进入冰期，并广泛发育冰盖或冰川。

第四纪冰期的规模很大，在欧洲，冰盖南缘可达北纬50°附近；在北美，冰盖前缘一直延伸到北纬40°以南；南极洲的冰盖也远比现在大得多；包括赤道附近在内的地区的山岳冰川和山麓冰川，都曾下达到较低的位置。中国第四纪冰川作用的范围，不仅包括东北、西北、西藏和西南等地的山地和高原，而且波及东部山区和山麓平原。

这次大冰期，至少可分4次冰期和3次间冰期。在最大的一次冰期中，全球大陆有32%的面积为冰川所覆盖，大量的水分停滞于大陆上，致使海面下降约130米。

在第四纪冰期中，气温比现在低3～7℃左右，雪雨降量也比较大，不但高纬度地区为冰川覆盖，就是中低纬地区也出现寒冷气候，并在山区发育山岳冰川。

但是，并不像灾变论者所说的那样，生物会全部消灭。相反，从人类发展历史来看，原始人类是在第四纪冰期和间冰期的气候变化中，经过同自然界严寒的条件作激烈斗争，发展成为现代人。

进入全新世，气温一度较高，可能高出现在6℃。竺可桢提出中国最近5000年来的气候变化：仰韶文化期，华北平原盛长竹林，年平均气温高于现在2℃；距今3000年前，出现第一次寒冷期；距今2000年前，出现第二次寒冷期，以后有一个明显的暖期，当时气温高出现在2～3℃；到14世纪～19世纪中叶，其中在公元1700年时出现历史时期的最低温。到19世纪中叶，气温又转暖；20世纪50年代以来，西部气候有转凉的趋势。

那么，地球上今后的气候将会发生什么样的变化呢？杨怀仁根据第四纪后期气候的变化特点和近年的环境变化提出如下推测：21世纪全球气温将上升，因此海平面升高是最主要的。这对于今后人类的生活将产生严重的影响。北极的冰川将会明显的融化，大气环流随之改变。有些地区的蒸发量和降水量也会增高，而另一些地区则相反，各地气候反差很大。而南极洲的冰川可能较为稳定，暂时不会有明显的融化，从而加强了南北两半球气候的不对称性。

现在我们知道地球的历史约有46亿年了，在这数十亿年里，地球经历过很多变化，曾多次出现由海变陆，或由陆变海的过程。伴随着这些变化，地球上也出现了生物从无到有，从低级到高级的发展过程。

历史时期的气候变化是怎么样的？

（一）冰期与间冰期的概念

冰期 第四纪全球降温，在高纬度地区和高山（高原）地区发生大规模冰川活动，这一时期称为冰期。该时期气候寒冷，高纬度地区和中、低纬度的山地（高原）、均为冰川所覆盖，年平均气温较现今低8～13℃。

间冰期 在前一次和后一次冰期之间的时期，称为间冰期。该时期气候温暖、湿润，冰川规模缩小或在中纬度地区消失。

冰后期 是第四纪最后一次冰期，即大理冰期退缩以来的时期，称为冰后期。最后一次冰期退却的年代，世界各地不一，大约在距今11000年左右。

雨期（洪积期）冰期时在干旱、半干旱地区，其降雨量相应增加，呈现湿润多雨气候，称为雨期或洪积期。

间雨期（间洪期）间冰期时在干旱、半干旱地区，其降雨量减小，气候干燥，故称为间雨期（间洪期）。

表2-3 第四纪沉积物成因分类表

因而上述冰期与雨期相当，间冰期与间雨期相当。这都是第四纪气候变化的结果，必然影响到第四纪沉积物的类型。

（二）冰期与间冰期对古地理环境及生物界的影响

第四纪冰期与间冰期的气候变化，很大程度上，控制着第四纪堆积物的沉积环境，并影响着生物群、地形和土壤等的形成与发展。

冰期时，气候寒冷，陆地上约占二分之一的广大面积曾为冰川所覆盖。从而使陆地上地理环境和生物界发生了巨大的变化。冰川对原有基岩和松散堆积物进行改造，并形成了冰川地貌及其堆积物。由于气候酷冷，在冰川作用范围内，主要是冰冻物理风化作用，化学风化及成土作用很难进行，这一时期形成的风化壳基本是由机械风化的粗碎屑所组成，土壤不发育。大规模的冰川摧毁了原有的植物群落，使暖温带植物大量灭绝或南移；动物群有些种属灭绝、变异或向赤道方向迁徙；冰期也产生了寒带（喜冷）动物群和植物群的新种属。第四纪生物界中，进化最快、最特殊的是人类的出现，这与古气候的冰期变化有很大关系。

间冰期时，伴随大规模的冰川消融，气候转温暖、湿热、生物茂盛。形成以流水和湖沼作用为主的地貌及其堆积物。此时化学风化及成土作用较易进行。热带（喜热）动物和植物群的分布范围再度扩大，并向两极方向迁徙。冰期中寒冷生物由于气候骤然变暖，可发生变异或灭绝。

在干旱地区，因冰期时多雨，河流及湖泊作用加强，形成流水作用为主的地貌及洪积、湖积物。间冰期少雨，降水不能大量以冰雪形式累积成冰川。此时气候干燥，主要盛行风沙地貌及风积物、残积物。

在赤道热带地区，由于气温高，冰雪融化量大，难以形成冰川。但冰期和间冰期中，也出现冰期多雨，间冰期雨量减少的现象。主要盛行流水和湖沼地貌及其堆积物。作为湿热地区标志之一是残积红土较为发育。

在海洋中，尤其是一些内陆海及边缘海中，古气候变化所引起的自然地理环境变化，虽不如陆地那样显著，但在生物组合和迁徙、沉积物的变化以及引起海面升降等方面均有表现。海面升降的幅度在第四纪最大一次冰期中，可达100～120m。冰期和间冰期所引起海面的升降，控制着陆地的河流及其剥蚀作用的强度，从而制约了海盆、河流及陆地上堆积物的形成与发展。

（三）关于冰期与间冰期变化的原因

冰期与间冰期气候变迁的原因，一般认为与太阳辐射强度的变化及地轴倾斜度的变动等有关。前者如太阳辐射加强（它又与太阳黑子周期活动有关），地表温度就升高，使大气环流增强而引起降水量和蒸发量的变化。后者如地轴倾斜度的变动，是产生四季的原因，它的变动影响着地表辐射量的增减，对气候产生变异作用。关于地球气候变化原因的探索，这是一个理论问题，曾有过不少说，引起热烈争论，但至今仍没有一致公认的结论。

古气候的气候史

从第四纪更新世晚期，距今1.1万年前后开始，地球从第四纪冰期中的最近一次亚冰期，进入到现代的亚间冰期，人们也称之为冰后期。这一段时间大体上相当于人类进入到有文字记载的历史时代。关于这时期的气候，挪威的冰川学家曾做出近10000年来的雪线升降图，说明雪线升降幅度并不小，表明冰后期以来，气候有明显的变化。中国有悠久的历史记载，竺可桢将这些记载加以整理分析，发现我国在5000多年来的气候有4次温暖期和4次寒冷期交替出现。

在公元前3000～前1000年左右，即从仰韶文化时代到安阳殷墟时代，是第一个温暖期，这个时期大部分时间的年平均温度比现在高2℃左右，最冷月温度约比现在高3～5℃。

公元前约1000年~前850年(周代初期)，有一个短暂的寒冷期，温度在0℃以下。

公元前770年~公元初年，即秦汉时代，又进入到一个新的温暖时期。

公元初年~公元600年，即东汉、三国到六朝时代，进入第二个寒冷时期。

公元600~1000年，即隋唐时代，是第三个温暖期。

公元1000～1200年，即南宋时代是第三个寒冷期，温度比现代要低1℃左右。

公元1200～1300年，即宋末元初，是第四个温暖期，但是这次不如隋唐时那样温暖，逐渐由淮河流域移到长江流域以南，如浙江、广东、云南等地。

在公元1300年以后，即明、清时代以来，是第四个寒冷期，温度比现代要低1～2℃。

近5000年来，虽然是寒冷期与温暖期交替出现，但是总的趋势是由温暖向寒冷变化，寒冷期一次比一次长，一次比一次冷。在第二次寒冷期，只有淮河在公元225年有封冻。而在第四个寒冷期的1670年，长江都几乎封冻了。

有趣的事情是：挪威冰川学家用雪线高度表示气温升降，竺可桢用的是历史文献记载资料，结果却十分一致，说明冰后期以来的气候变化具有全球的普遍性，绝对不是一种巧合。近代的气候变化从1850年农业机械化开始以来，近100多年来的气候变化，我们称之为近代气候变化。近百年来气候变化的基本趋势是：1961年以后的世界气候与20世纪前半期相比有显著不同，而与19世纪后半期相类似。从19世纪末期开始，到20世纪40年代，是世界性气候增暖时期，增暖的趋势在20世纪40年代达到顶峰，以后温度下降，20世纪60年代后变冷更加明显，这次变化很可能是近10000年来的一次气候振动。

这种振动可以从大气环流变化中得到解释。根据英国气候学家拉姆巴的说法，从1895年开始，世界环流突然由经向环流占优势的时期，转变为纬向环流占优势的时期。从此，纬向环流不断加强。到1940年前后达到最盛时期；随后，纬向环流又逐渐减弱，经向环流又逐渐加强，到1961年前后，纬向环流显著减退，重新恢复成为经向环流占优势的时期。

在纬向环流强盛时期，气旋性活动增强，行星风系影响加剧，南北半球的气候带向两极方向移动。在纬向环流衰弱的时期，反气旋性活动加强，季风发达，南北半球高低纬度之间气流交换频繁。地球上的气候带向赤道方向移动。可见，世界环流型式的改变，对全球性气候变化的影响多么巨大。

第四纪冰川地质研究的历史与现状

地球起源以来的约46亿年中，气候曾发生过多次巨大变化。现在人们还无法了解地球早期的气候状况，只能通过某些直接和间接的方法，推测约20亿年以来的气候变化。前寒武纪以来，至少出现过多次全球性的大冰期。

一般认为，对地质时期温度的估计从中生代（距今2.3～0.67亿年）起才比较可靠。据H·弗洛恩估计，中生代时的年平均温度在两极附近为8～10℃，低纬度热带地区为25～30℃。 第四纪大冰期开始时间有很大争论，但多数人认为始于距今 200万年以前。第四纪气候是以大陆冰盖和中、高纬度山岳冰川为主要特征，统称为第四纪大冰期。在第四纪内，依据冰川覆盖面积的变化，可划分出几次冰期和间冰期。由于气候变化随地区的差异和研究方法的不同，各地划分的冰期有所不同。

第四纪中以里斯冰期的冰川作用最为强烈，当时地球有十分之二到十分之三的大陆面积为冰川覆盖（现在约为十分之一）。在亚洲，冰盖到达贝加尔湖附近。

冰期气温平均比现代低 8～10℃。间冰期气温比现代高，北极地区气温较现在高10℃以上，低纬度地区也较现在高5～6℃。冰期和间冰期温度的巨大变化，导致其他气候要素和自然地理因子的变化：①雨带分布的变化。冰期时，极地冰原面积扩大，极地反气旋增强，极地高压带向中、低纬度地区扩展，迫使行星极锋带移至中、低纬度地区，导致中、低纬度地区低气压活动频繁，雨量充沛，湖水面积扩大。例如，亚洲中部、非洲北部和中部、北美洲西部等,在冰期时均为湿润地区,但在间冰期时，上述地区的气候常很干燥。②雪线的升降。冰期时,全球山岳雪线普遍下降,大多数山岳雪线下降1000～1400米，热带地区雪线下降700～900米。③海平面的升降。冰期时，地球表面的水相当大的一部分形成巨大冰盖而留在陆地上，海平面因此降低。例如，玉木冰期时的海平面比现代低约 100米。在间冰期最暖时期的海平面，可能比现代高出15～30米，甚至更高。④生物群落的迁移。在冰期时，冰川扩张，气候带向低纬度地区移动。在间冰期时，冰川退缩，极地地区气温升高，气候带向高纬地区移动。与气候带相应，生物群落也随之南北迁移。例如：克里米亚（里斯冰期）的地层里发现过北极狐、北极鹿化石；在南高加索，从冰期地层里发现过猛犸象化石，这些都属于极地动物。在间冰期，北冰洋沿岸有虎、麝香牛等喜温动物群活动。 冰后期（约从1万多年前开始）,全球气温逐渐上升，冰川覆盖的面积相应缩小，海平面随之上升，地球气候又进入较为温暖的时期。

黄土高原与鄂尔多斯高原第四纪气候环境的特征

第四纪冰川沉积和古气候变化始终是第四纪地质演化研究的主体。其发展历史已经历了3个阶段：

1）初期阶段。即18世纪至19世纪末。该阶段主要针对分布于基岩之上的松散沉积物进行了研究，当时称为漂积物，认为是圣经上所说大洪水带来的泥砂堆积而成的。19世纪初，极地探险工作开展后，人们开始认识到它们可能是冰流搬运和堆积的物质。19世纪下半叶正式确定所谓漂积物是冰流堆积，并将第四纪谓之“冰河期”。

2）发展阶段。20世纪初，德国A.Penck和Bruckner对阿尔卑斯山冰川沉积进行了研究，提出第四纪经历了4次冰期的概念。这一概念推动了第四纪地质学的发展，世界各地相继建立了相应的4次冰期（表8.1）。这个时期从世界各地的第四纪地层中发现了许多重要的哺乳动物化石群和古人类化石，对它们的研究不仅促进了进化论的发展，也成为划分第四纪地层的重要依据。与此同时，许多学者对河流、湖泊、海滨、洞穴、火山、黄土和沙漠等开展了广泛的研究，为第四纪冰川地质学的建立奠定了基础。

表8.1 世界各地第四纪冰期传统划分方案对比表

3）成熟阶段。第二次世界大战以后，各种测定年轻地质年龄的方法不断涌现和完善，古环境的指标得到确定，对以前很少涉足的地区，如深海、南极、北冰洋开展了大量的调查。1955年，C.埃米利亚尼根据深海沉积氧同位素测定，提出近0.30Ma以来曾发生7次冰期旋回，成为第四纪研究新的里程碑，从而建立了第四纪气候变化的新模式。研究表明，2.40Ma以来，地球至少经历了24个气候旋回。

对于中国东部冰期的划分，始于20世纪20～30年代，当时李四光对于庐山、黄山、天目山和云南点苍山地貌和沉积物进行了研究。他先后在许多文章中提出这些山地残存着U形谷、冰斗、羊背石、冰擦痕、冰碛物、条痕石等，均可以作为当地第四纪冰川活动的证据。并据此划分出4次冰期，依次命名为鄱阳冰期、大姑冰期、庐山冰期和大理冰期。他认为，在前3次冰期时中国东部山地有冰川活动；大理冰期时中国西部、西南部有冰川活动。但是许多学者如Barbour（1934）、黄焙华（1963）、周廷儒（1982）、施雅风等则认为，中国东部的这些山地处于低纬度地带，山地海拔高度低于2000m，况且处于东亚季风气候控制之下，冬季寒冷干燥、降雪较少，夏季温暖湿润，不可能有冰雪积累。至于那些所谓的冰川遗迹则可能是由流水作用、泥石流等形成，因而对于中国东部存在冰川活动持否定态度。但目前，中国东部的太白山、长白山和玉山主峰的古冰川遗迹还是得到了学术界肯定的。

冰期划分，建立冰期与间冰期演化模式对于阐明气候变化的规律具有重要意义。但是在以往冰川活动地区，先期形成的冰川遗迹往往被后期的冰川活动所破坏或改造，新构造运动的抬升、强烈的重力和流水侵蚀也会破坏、磨灭冰川活动的遗迹。加之冰碛物和冰川地貌的年龄测定比较困难，不同冰期或间冰期划分剖面往往处于不同地区，因而冰期和间冰期划分对于开展区域乃至全球气候变化规律的研究存在一定的限制性影响。

目前对于末次冰期的研究比较深入，这一时期各地冰川活动的遗迹保存完好，有14C和热释光等多种测年手段的配合，可以确定玉木冰期，亦即威赫塞尔冰期、威斯康星冰期、大理冰期、珠穆朗玛冰期发生在距今75～10ka，距今18ka冰川活动达到极盛期。

新仙女木（Younger Dryas）是末次冰期向全新世过渡的急剧升温过程中最后一次快速降温变冷，它以丹麦Allerbd冰缘沉积物中发现的北极苔原植物仙女木（Dryas Octoetala）而命名，是迄今在冰心、陆地和海洋沉积物的古气候记录最为详细的一次快速气候变冷的。全新世是第四纪最近一次冰川消融期，又称冰后期，也有人认为是一次新的间冰期。其时段约为距今11ka至今，其气候经历了升温期、高温期和降温期这样一个完整的间冰期气候变化过程，这个气候波动规律在河南平原也有着明显的反应。

Matthes（1939）提出全新世高温期之后的冰川活动时期，叫“小冰期”，即指气候最适宜期之后，大约从距今2ka开始的冷期。后来愈来愈多的学者把广义的冷期称为新冰期，而小冰期则专指近数百年中出现的冷期。对于小冰期的开始时间，不同学者意见不尽相同，有的认为从16世纪开始，例如1550年；也有的认为从13世纪开始，例如1250年；不过结束时间都比较认可在19世纪末（表8.2）。

全新世气候变化

9.6.1.1 黄土高原第四纪气候变化的特征

前已述及，我国黄土-古土壤序列最为完整。通过黄土地层和磁性地层的空间对比，证明中国黄土在第四纪大的气候旋回上是连续的。岐山、洛川、宝鸡等典型剖面的马兰黄土、离石黄土、午城黄土存在36层古土壤，加上全新世形成的土壤S0，共有37层古土壤，与此相对应的是37层黄土，记录了2.60Ma以来37个冰期-间冰期旋回。其中，河南平原典型的冰期-间冰期旋回及其植被特征与该地区午城黄土、离石黄土、马兰黄土反映的冰期-间冰期旋回和植被特征十分一致。

周昆叔等人开展了山西离石王家沟和隰县午城黄土剖面孢粉分析与研究，结果显示：1）早更新世午城黄土剖面中，除发现蒿、藜、禾草本花粉外，还有松、栎、胡桃和槭等木本花粉。在中更新世离石黄土中，除有一短暂阶段含有胡桃、鹅而栎、栎和柳等木本花粉外，其他都是蒿、藜、禾草花粉为主，也有菊科、草属、香草属、莎草科等草本花粉及小灌木麻黄花粉。在中更新世离石黄土至晚更新世马兰黄土蒿属花粉显著增加，其中还含有松属、冷杉属、柏科、栎属、桑属和柳属等木本花粉，反映出黄土堆积时的古植被向森林草原和干草原寒冷气候的演替；

2）剖面中，蒿属（Artemisa）和藜科（Chenopdiaceal）耐旱植物的孢粉组合含量占有较大的百分比，而且自下而上，耐旱草本植物有逐渐增多、乔木植物的花粉愈趋减少，反映气候向干旱化发展越来越强的趋势。尤其自离石黄土上部更趋明显。通常在剖面中下段木本花粉占优势，占孢粉总量的66.6%～73.0%，到离石黄土上部该两类花粉比例近各半，到马兰黄土则变成草本花粉占优势，占孢粉总数的63.4%，说明了草原化作用有所加强；

3）孢粉分析结果反映出气候有过冷暖交替的变化。寒冷期间，首先出现喜冷湿的云杉、冷杉针叶林；而后出现耐干冷的蒿、藜，草原扩大；继后气温回升，湿度加大，云杉、冷杉林重又扩展。在温暖期，首先出现针阔叶混交林；然后出现阔叶林；继后，针阔叶混交林又重新出现（图9.3）。

图9.3 华北地区第四纪气候演变及植被演替关系图

（周昆叔等，）

上述结果表明，河南平原第四纪几次大的冰期-间冰期旋回和植被特征与黄土高原情况十分相似。

至于晚更新世晚期，特别是全新世以来两地区的古气候环境演化也有相同的变化。

陕西岐山黄土剖面提供了详尽的晚更新世晚期以来该地区古气候变化的情况。陕西岐山黄土剖面总厚10m，包括了全新世黄土（L0）及全新世黑垆土型古土壤（S0）和晚更新世晚期黄土（L1）及第一层褐土型古土壤（S1）（图9.4）。显示出大致距今0.125Ma～75ka间的黄土高原处于末次间冰期环境，当时气候温暖湿润，有利于成壤作用，发育了第1层黑垆土型古土壤（S1）；在距今75～10ka期间气候转为冷干，形成黄土高原第1层黄土（L1）。在第1层黄土形成过程中，有过2次气候相对温湿的环境，分别在距今60ka和30ka前后形成了成壤作用较弱的古土壤层（L1S′，L1S″）。

全新世时期，岐山黄土剖面的地球化学分析资料反映了该时期气候的变化，剖面的磁化率亦有相同的结果（图9.5）。表明黄土高原在末次冰期之后，气温开始上升，但距今11ka与距今10500a之间出现过1次短暂的较冷的气候；在距今9～6ka期间为全新世高温期，气温与湿度都较以前增高了许多，但这一过程中也有几次气温走低的变化；之后，在距今5ka、距今4ka及距今3ka左右，出现3次相对冷气候，这与河南平原十分相似。

图9.4 陕西岐山黄土—古土壤实测剖面图

（据张宗祜，2001）

1—全新世黄土；2—黑垆土；3—第一层黄土；4—第一层黄土中的弱土壤层；5—第一层古土壤；6—第二层黄土；7—全新世坡积物；8—全新世冲积物

图9.5 陕西岐山剖面全新世古气候磁化率曲线图

（据张宗祜，2001）

9.6.1.2 鄂尔多斯高原晚更新世以来气候变化的特征

晚更新世时，鄂尔多斯高原为一湖沼平原地貌景观，形成一套河湖相沉积，称之为“萨拉乌苏组”。该地区晚更新世以来，古气候、古环境的演化过程经历了7个时期：

1）距今0.16Ma～75ka时期，在早期黄土沉积上发育了大范围的湖沼，区域植被为针阔叶混交林一疏树草原植被，反映出此时期的早期气候较冷干，中晚期转为温暖、干、湿交替频繁的环境。

2）距今75～54ka时期，区内湖泊消失，代之为冲洪积粗粒相沉积。当时雨量较大但气温偏低，洪水泛滥，气候恶化。原有的针阔叶混交林消失，变成为荒漠草原景观环境。

3）距今54～30ka时期，早期受冷湿气候控制，后期变为温凉和冷干气候交替出现。仍然发育荒漠草原植被。其间风力作用加强，将原地洪积物的砂搬运堆积形成风成沉积。

4）距今30～12ka时期，湖沼发育，为温湿气候。后期又转为干冷，湖沼渐枯，湖区大量碳酸钙沉淀，湖内软体动物大量死亡。此时期相当于全球性末次冰期。

5）距今12～6.5ka冰后期，气温回升，发育大范围湖泊，形成新的湖相沉积。气候暖湿，发育疏树草原植被。后期继续为暖湿气候，呈现良好生态环境的景观。

6）距今6.5～2ka时期，气候转为温凉，河、湖相景观继续发展。

7）距今2ka至今，早期延续了温凉气候，但不久之后气候变得干燥，地表水体逐渐萎缩、干涸，生态环境逐渐向荒漠景观发展。

从鄂尔多斯高原晚更新世以来气候变化的特征来看，与河南平原同期气候环境的演变趋势总体上比较一致。

地质时期气候的气候史

第四纪最晚近的一个阶段是全新世。更新世—全新世的界限是用纹泥和放射碳年龄测定的，年龄为10000a。在10000a前，由于温度发生快速升高，使冰的消融量增大，以前许多苔原和温带苔原变为林原并发生喜暖昆虫。世界大陆各个部分和深海沉积物的研究，都证明这种气候变化具有世界意义。

大规模陆地冰盖的消融，引起海面的明显上升，发生全球性的海侵，与此同时，在冰盖消融地区，减荷作用引起均衡调节运动，地壳均衡隆起，复杂化了陆地和海面的关系。

在动物群方面，由更新世至全新世的变化，使许多冰期哺乳动物被消灭。在这一过程中，人类的作用尚属一个需要深入研究的问题。人类的出现和发展，无疑与许多动物群的灭绝有关。

全新世植物群的发展，已用植物大化石的研究加以解释，但是最重要的还是用孢粉分析加以说明的。一些泥炭堆积物和有机物质分布地区，孢粉分析尤其详细。孢粉分析结果分出了一些带，随各植物区而不同，孢粉分析共生组合带基本上就是一些详细划分的生物地层带。用年代地层学校正的孢粉地层带与海洋岩心的证据结合起来，提高了气候变化和地层划分的精度。

在全新世的气候变暖过程中，存在着波浪式的小幅度短周期变冷和变暖的交替。全新世气候变冷出现于5000a前，温度下降使中纬度林原带转变为赤榆林带。其他植物带的植物也发现变冷的证据。氧同位素研究证明水温下降2.1℃。泥流作用发展和山岳冰川的扩大。一些人认为，这预示着一个新冰期。自此之后的5000a内，气候又经历过几次变冷和变暖。

纪元前　5000a前　新冰期

纪元前　5000—3000a　Flanderian暖期，年平均温度高于现时2℃

500a　气候变冷

纪元　ll00—1300a　中暖期

1300a　变冷开始

1500—1700a　小冰期

1850—1940a　变暖期

1950a—现在　变冷

近100a来的气象记录表明，存在着一般的气候变暖。在这一过程中，北极海冰变薄，而且面积变小，陆地冰退速度增大，动物和植物的分布有变化。气候变化也用格林兰冰楯取样的氧同位素曲线反映出来。但在这一阶段的气候变化仍然存在着小幅度的和短周期的变冷和变暖的交替。

已经证明，太阳黑子活动与大气环流变化有关。但随赤道和极区的不等量加热而变化的环流本身，以及一些可以产生温度梯度变化的其他因素之间的关系，还需要确切地加以证实。其他一些影响温度梯度的因素有雪和冰的高日照反射、大气温度和雪的变化等。

在地质史的几十亿年中，全球规模冰雪覆盖的扩展和退缩相互交替，有时大陆上覆盖着很大面积的冰原和冰川，气候寒冷，这时期称为冰期（又可称大冰期）；冰原或冰川以较大幅度向低纬度地区推进时，也称为冰期。介于两个冰期之间的比较温暖的时期，冰川消融退缩，称为间冰期。这种寒暖波动的时间尺度大约为106～108年。前寒武纪以来，90%以上的时间，两半球的极地无冰。但全球至少出现过三次大冰期，比较公认的有：前寒武纪大冰期（距今约6亿年以前）、石炭-二叠纪大冰期（距今2～3亿年）和第四纪大冰期（距今200～300万年至1～2万年）。在前寒武纪，还可能有另外的大冰期，但因资料不足，尚无法判断。　一般认为，对地质时期温度的估计，从中生代（距今2.3～0.67亿年）起才比较可靠。那时的年平均气温在两极附近为8～10°C，赤道为25～30°C。　第三纪气候第三纪（距今0.67亿年至200～300万年）的主要气候特征是：中纬度地区气温缓慢降低（见图），大约在1400万年前，地球上的气温急剧下降，在南极首先出现了冰盖，在250万年前，冰岛出现过山岳冰川，紧接着北半球高纬度地区也形成冰盖。

第四纪气候第四纪从距今约二三百万年开始直到现在。第四纪气候以极地冰川和中高纬度地区的山岳冰川的覆盖为主要特征，又称第四纪大冰期。在第四纪内，依冰川覆盖面积的变化，可划分出几次冰期和间冰期。它们的冰盖范围，分别占陆地表面积的30%和10%左右。但是在各大陆上的冰期中，冰川发育程度有很大的差别。例如，欧洲大陆冰盖曾达到北纬48°，而亚洲北部西伯利亚冰盖的规模较小，只达到北纬60°。中国无大型冰盖，但西部山地，如阿尔泰山、天山、祁连山、贡嘎山、玉龙山、四川西部和青藏高原等，却发育了山岳冰川。由于气候变化随地区的差异和研究方法的不同，各地划分的冰期数有所不同。例如：在欧洲，阿尔卑斯山地第四纪大冰期被划分成多瑙、贡兹、民德、里斯、武木五个冰期；在中国西南的喜马拉雅山地区，划分出希夏邦马、聂聂雄拉、珠穆朗玛三个冰期；在中国东部地区，李四光曾划分出鄱阳、大姑、庐山、大理四个冰期。但中国各地第四纪冰期的划分尚无定论，有人认为中国东部在第四纪根本没有冰川活动。第四纪的冰期和间冰期的温度振幅，海上约为6°C，这是从北大西洋热带海域分析海底岩心所得到的。除北极区海域稍高外，其他大洋区均略低于此数。间冰期的北大西洋热带海域较现代高1°C。大陆上的温度波动较大，在冰盖的边缘地区如欧洲，约为12°C，但高山雪线处则为4～6°C。

冰期和间冰期温度的巨大变化，导致其他气候要素和自然地理因子的变化:①雨带分布的变化。冰期时，冰盖面积扩大，极地反气旋增强，极地高压带向中、低纬度地区扩展，迫使行星极锋带（见锋、急流）移至中、低纬度地区，导致中、低纬度地区低气压活动频繁，雨量充沛，湖水面积扩大。例如，亚洲中部、非洲北部和中部、北美洲西部等，在冰期时均为湿润地区。但在间冰期时，上述地区的气候常很干燥。②雪线的升降。冰期时，全球山岳雪线普遍下降，大多数山岳雪线下降1000～1400米，热带地区雪线下降700～900米。③海平面的升降。冰期时地球表面的水，相当大的一部分形成巨大冰盖而留在陆地上，海平面因此降低，例如武木冰期，海平面比现代低约100米。在间冰期最暖时期的海面，可能比现代高出15～30米，甚至更多。④生物群落的迁移。在冰期时，冰川扩张，气候带向低纬度地区移；间冰期时，冰川退缩，极区气温升高，气候带向高纬地区移。与气候带相应，生物群落也随之南北迁移。例如，克里米亚（里斯冰期）的地层里发现过北极狐、北极鹿；在南高加索，从冰期的地层里发现过猛犸象化石，这些都属于极地动物。而在间冰期，北冰洋沿岸有虎、麝香牛等喜温动物群活动。

冰后期气候冰后期距今一万多年，全球气温逐渐上升，冰川覆盖的面积相应缩小，海平面随之上升，地球气候又进入较为温暖的时期（见历史气候）。