1. 气候因子的周期变化
第四纪气候波动的周期当然受气候因子变化周期的影响。影响第四纪气候的自然因子很多，其变化周期差别也很大(表 11-15)，从几百万年到几年的时间尺度，但是这些因子对第四纪气候影响程度不一样。从目前所获得的大量地质资料来看，在第四纪时期地球轨道三参数影响最为显著，而在短时间尺度的气候波动中，太阳黑子活动等起重要的作用。
表 11-15 主要的第四纪气候因子的变化周期
2. 第四纪气候波动周期
第四纪时期的气候波动周期在不同的时段是不一样的，根据对黄土、深海沉积物、冰心的研究，大体上以 1. 6MaB. P. 和 0. 8～0. 6MaB. P. 为两个转型点。在 1. 6MaB. P. 之前，气候变化为 100ka 和 41ka 的叠加周期; 在 1. 6MaB. P. 与 0. 8 ～0. 6MaB. P. 之间，气候变化为 41ka 的周期; 在 0. 8 ～0. 6MaB. P. 之后，气候波动为 100ka 的周期(图 11-26)。在末次冰期和全新世，气候存在千年和百年尺度的变化周期。
3. 晚更新世气候波动事件
Dansgaard-Oeschger 振荡 简称 D-O 振荡，是发生在北半球晚更新世晚期(末次冰期)温暖气候的振荡事件，最早是从北极的格陵兰冰心中检测出来的。在 75 ～14ka B. P. 间，共发生了 24 次间冰阶温暖事件(图 11-36)，温度波动的幅度可达 6 ～7℃。这类气候变化是在 10～ 30a 之内发生的，从一种极端温度状态到另一个极端温度状态的 “气候颤动”。这些温暖气候振荡的持续时间大约为 1ka，或几百年，温度在一年内发生迅速变化。在这些振荡中，格陵兰的温度变化近 7℃，降雪量增大到 2 倍，大气粉尘增加近 100 倍。值得注意的是，这些振荡并不锁定间冰期的状态，而是锁定冰期的状态，使气候在两者之间反复振荡。
图 11-36 格陵兰冰心的 Dansgaard- Oeschger 振荡(据 Dansgaard 等，1993，修改)
图 11-37 北大西洋哈因里奇冰筏事件记录(据 Bond 等，1992; Grimm 等，1993; 修改)
哈因里奇冰筏事件 在北大西洋的晚更新世晚期的深海沉积物中，在一些不同的层位中包裹了大量的陆源碎屑物质，称为冰筏屑(ice-rafted debris)，它的形成是由于来自北美和格陵兰冰盖崩塌形成的浮冰进入北大西洋造成的。最早由 H. Heinrich 发现，故此把这一事件称为哈因里奇事件(Heinrich event)，简称 H 事件。自末次冰期以来，共发生了 7 次，时间分别为11. 5ka B. P. 、14. 3ka B. P. 、21ka B. P. 、28ka B. P. 、41ka B. P. 、52ka B. P. 、69ka B. P. 。每次事件持续 1 ～2ka，其发生常常伴随海水表面温度、盐度和浮游有孔虫数量的显著降低(图11-37)。H 事件和 D-O 振荡都是发生在末次冰期的气候事件，它们分别代表的寒冷气候和温暖气候，H 事件对应着 D-O 振荡中气候最冷和持续时间最长的振荡。从每次浮冰的大量出现到下一个冷期开始之前，大气和海水的温度都迅速上升，持续的时间约为 10ka。以 H 事件为界的 D-O 振荡称为邦德周期(Bond circle)。现今研究表明，H 事件的发生是由于在冰期的最冷阶段(冰阶)，冰盖(主要为劳伦泰冰盖)最厚，在其基部由于冰盖的屏蔽作用而积聚了大量地热，导致冰盖基底的亚融，冰盖就漂浮在一层融冰水之上，而不再与基底冻结在一起，冰盖会迅速向前滑动。如果冰盖下伏的是易变形的沉积物，如哈得逊湾，冰盖前缘每年要向前推进数百米甚至数千米，导致冰丘的快速崩塌，大量的浮冰进入北大西洋，形成 H 事件。大量的浮冰进入北大西洋，使海水的表层淡化，阻止或减弱了海水的热盐环流(thermohaline cir- culation)，造成低纬度的海水不能进入北大西洋，使海水的表面降温，气候变得寒冷。
新仙女木事件 在冰消期(deglaciation)，大约从 14. 7ka B. P. 开始，气候转暖，进入阿勒罗德-博令间冰阶(Allerd-Blling interstade)，持续了约 1. 5ka。这个时期的气候环境在冰期和间冰期的两种状态间振荡，但从没有真正地显示过停留在其中某一种平衡态。此后，在约12. 9ka B. P. ，北半球的气候环境又返回到冰期的状态，并延续了1. 2ka。这次短暂回返到冰期状态，称为新仙女木事件(Younger Dryas event)。新仙女木事件是以在英格兰再次出现北极的极地八瓣花仙女木(Dryas octopetala)命名的。在新仙女木时期，北大西洋表面温度下降了 10℃，劳伦泰冰盖再次向前扩展，大西洋中的浮冰和海冰可以向南延伸到 N45°。在约 11. 5ka B. P. ，新仙女木事件随着来自劳伦泰冰盖的巨大融冰水排泄事件的发生而突然终止，在 20 年内，北大西洋的海冰迅速向北后撤，气候开始变得温和，风暴减少，降水总量增加了50%，邻近大陆的温度在50 年内增高了7℃，转变成间冰期环境。至 11ka B. P. ，全球性间冰期气候最终形成，太阳辐射加强，残留在大陆上的冰盖融化(劳伦泰冰盖)，末次冰期最终结束。