气候变化科学复习题

1、第一章:全球变化 Summary 人类影响气候得方式/全球环境问题： 1、温室气体排放 增长得温室气体浓厦，包括二氧化碳(C02)、甲烷(CH4)、亚硝酸氧化物(N20)与氮氣碳化合物 (CFC5)可归因于人类汤动。这些气体预计将温暖地球得气候。 在过去得一个世纪里，气温上升了大约0、8摄氏度。有爭议，温室气体增多造成or气候系统 自然波动。 2、CFC得排放，臭氧层空洞 盖娅假说在某种程度上就是正确得：生物体在地球系统得整体功能中超着重要作用，地球体 系得某科形式得自我调节必须存在使地球得长期气候保持稳定。 3、人类砍伐森林，增加二氧化碳，减少生物多样性 过去气候系统得变化指引未来气候系统对

2、全球变化得响应 1. 过去冰芯记录C02与温度变化关系全球变暖 2. 生物大灭绝一人类砍伐造成得生物多样性减少 3. 地球对太阳明亮度变化得响应模型研究气候系统如何在外界因素变化下保持稳定 Key words: Ipcc:联合国政府间气候变化专门委员会 潜热:相得变化引起得吸收或放出得热量 K-T界线(K-T boundary),就是介于白垩纪与第三纪之间得界线，大约出现在六千五百万年 前。这段期间发生大规模得绝种，包括恐龙与其她得动物族群，都遭受灭绝得命运。 Quest ions: 1. 地球体系得四个纽成部分：大气圈、水国、生物圏、岩石圏 2. 地球现在得二氧化碇浓度为400ppm,比18

3、00年增加10Oppm以上，温厦增加0. 8摄氏度， 灵早得气象站在150年前。 3. 氢同位素就是如何推断极性温度得记录？ 股东分红主要通过重力分流作用。冰期时，海水大量结冰，大陆冰盖贫180,海水富集180 ; 暖期时，冰盖大量融化，海水富集160,冰盖富集180o 4. 太阳光度在过去46亿年就是如何变化得？ 当太阳46亿年前首次形成时，它本来应该比现在少30亂太阳得光度先缓慢增加，然后迅 速增加。当太阳结束它得生命时，(从现在开始大约5Br),与今天相比，它得亮度将被提高 2至U 3倍。 5. 长时间尺度得全球变化？ 冰期间冰期、生物大灭绝、太阳明亮度变化 6. 气溶胶得作用？ 阳伞作

4、用、成云致雨得凝结核 7. 全球变暖与温室效应得区别 现象与原因得区别。 第二幸：雏菊世界 summary: 1. 系统得组成部分(物质.能量、属性.子系统)间可以相互作用，这些组成部分就是通过耦 合联系在一起得，耦合可以就是正得也可以就是负得。当耦合被布置串联，形成反馈循环回路, 反馈可以就是正反馈也可以就是负反馈。正反馈会放大外界得扰动，负反馈会减小。负反馈 导致建立稳定得平衡态，面对轻微扰动可恢复。正反绩建立不稳定得平衡态，轻微得扰动将系 统带进一个新系统。 2、雏菊世界可以抵挡由于太阳明亮度增加而带来得变暖趋势。这种能力就是负反馈得结果。 温度升离，雏菊覆盖度上升，反照率增加，温度下降

5、。 3、Daisywor Id具有两个平衡态，但仅有一个就是稳定得。 4、温度对太阳光明度增加得响应可以瞧作就是从一个稳定平衡态到另一个稳定平衡态得过 程。这种响应就是没有反馈机制时得响应加上反馈效果本身。在DaiSyWord得情况下，温度 没有反馈得变化大于从一个平衡状态到下一个平衡状态：反馈效果就是负面得，减缓了变暖。 Key words: Perturbation:摄动，长期影响 Forcing：强制，短期影响 正反绩循环：放大外界扰动 负反绩循环：缩小外界扰动 第三幸：全球能量平衡 Summary: 地球表面溫度依赖于：入射得太阳能.行星反照率（云、地表等）、温室效应 地球发射得大部分

6、红外线辐射被大气气体吸收与再发射。结果就是温室效应使表面变暖 大约33 C,没有这个自然温室效果，地球太冷无法支撑生命。 2. 云影响大气辐射收支 底层得厚云反射入射得太阳辐射，冷却地表 商层得薄云对温室效应做贡献，加热地表 3. 调节乞候得重要反馈循环 负反馈:地表温度升离一输出得红外辐射通量增加一温度下降 正反馈：温度一大气水汽一温室效应（短时间尺度，在当代全球变暖中扮演重要作用），温 度一冰雪覆盖一地表反照率 云对气候得反馈尚不清楚。 Key terms: 黑体：在所有波长范围内吸收与辐射能量效率就是一样得100% 水汽旋转带：因入射波频率在水汽分子获转频率之间吋产生吸收，对某一频率（1

7、2微米以上） 得红外辐射可以吸收 C02吸收带：因C02振荡频率与波得频率相同时吸收强烈，对15微米得辐射可以吸收 传导：直接接触产生得热量传输 对流：由于液态物质流动引是得热量传输 通量：单位时间在单位面积上垂直通过得能量 斯蒂芬-玻尔兹曼定律（Stefan-BoItzmann law）: 一个黑体表面单位面积在单位时间内辐射 出得总能量（称为物体得辐射度或能董通量密度）j*与黑体本身得热力学温度T （又称绝对 温度）得四次方成正比。 维恩定律：在一定温度下，绝对黑体得温度与辐射本领最大值相对应得波长入得乘积为一常 数。温度升鬲，辐射本领最大值对应得波长向短波方向移动。解释太阳得主光区在0、

8、5微米， 地表在10微米。 光子：光量子，简称光子，就是传递电磁相互作用得基本粒子，在1905年由爱因斯坦提出。 Questions: 地球得反照率得主要贡献者就是谁？云 大气中最丰富得三种气体?氮气，氧气，二氧化破 第四幸.大气环流 Summary: 1、大气环流驱动力：全球能量分布 太阳照射地球得角度问题一太阳辐射得纬度差异一纬向温度梯度一密度差异引起 气压梯度空气从离压向低压运动产生全球风带风带被科里奥利力调整 注：长时间尺度上得动力源：太阳辐射、海洋深层环流、地球内部能董 2、大乞环流对全球温度模式有重要得控制作用： 热量传输，热童再分配（负反馈） 水汽传输，降水得重分配： 气流上升区

9、降水增加、气流下降区降水受抑 降水也受到距离海洋远近与大陆性得影响 海陆分布影响地表温慶得分布与变化:温度变化性随距海洋距离增大变大 环流、温度、降水分布被太阳辐射角度所引赴得入射太阳能季节变化所调整。 3、降水通常随温度降低而降低，因为温度降低，水汽得饱与蒸汽压降低,环境压强离于饱与蒸 汽压不产生降雨。 4、中高纬度得降水多发生在沿着极锋区得温带风暴系统中，极锋区就是位于温度梯皮最大得 纬度。 Key words 波义尔定律（等温）：温度与气体量不变，气体压强与体积成反比。 查理定律（等压）:气体量与压强不变，气体体积与热力学温度成正比。 盖一吕萨克定律（等体积）：体积与气体量不变，气体压强

10、与温度成正比。 哈德里环流:三圈环流得低纬度环流 热带辐合带（ITCZ）:它就是南、北半球两个副热带高压之间气压最低、乞流汇合得地带，也就 是热带地区主要得、持久得大尺度天气系统，有时甚至可以环绕地球一圏。 Questions: 1、为何加热空气会导致空气上升？ 加热气体，密度降低，气体变轻上升。 2、为什么哈德里环流会季节性变化？ 太阳直射点得季节移动，赤道辐合带得季节移动，哈徳里环流在夏半球僞弱，冬半球偏修。 3、降水发生得方式 不同密度气团得混合.对流运动.地形机械降水 第五幸：大洋环流 1与大气一样，海洋环流得驱动力就是全球能董得分布。海洋环流不就是直接由温皮差异駆 动得，而就是由大气

11、环流驱动得。由于摩擦，吹过海洋表面得风拖拽水面形成洋流。表面洋流 得模式被科里奥利力与地球上得海陆分布调整。 2、深海温盐环流就是由海水温度与盐度变化引起得，海水得温皮与盐度控制着海水得密度。 在北大西洋与南极洲威徳尔海形成冷而咸得海水。低温与商盐度得结合得稠密得海水沉到海 底，作为底层水流动在世界海洋。底层水最终在上升流区域会上升到表层，随着表面流回到高 纬度源区，完成一次海洋输送带。 3、海洋环流得净效应就是能量在离低纬度间得再分配， 温盐传输带及与上升流下沉流得配合对气候与海洋营养分布有重要影响。 Key words: 1. 厄尔尼诺南方涛动： 厄尔尼诺现象：热带太平洋海温异常增暖得一种

12、气候现象，会引发全球性气候变化。可能原因: 信风减弱一向东表面暖流减弱一西太平洋得温度降低一西太平洋大气环流减弱（气流下沉干 早）一东太平洋气流上升易雨 另向东表面流城弱南美秘鲁上升流停止渔业滅产 2、Antarctic Bottom Water （AABV/）南极底层水 3、埃克曼螺获：海洋表面附近得海流因为风与科氏力得作用造成海流方向旋转得结构，又称 为埃克曼螺线。 4、埃克曼运输：就是指由于科里奥利效应，在表面风驱动得方向上发生与之垂直90得流体 表面层得净输运。 5、盐跃层、温跃层 6、涡度（速度场得旋度）、绝对涡度（绝对速度得涡度）、相对涡度 地球大气流体元在垂直方向上得绝对涡度等于

13、垂直相对涡度与垂直方向上地转涡度分董之 与。 7、地转流：在忽略湍流摩擦力作用得较深得理想海洋里，由海水密度分布不均匀所产生得水 平压强梯度力与水平地转偏向力平衡时得海流。理想化得海流。 Questions: 1. 东西方边界海流得不同特点： 东部边界流较浅、宽阔、流动煖慢。从较高纬度向较低纬度输送冷水，沿海上升流常常 将营养丰富得水带到东部边界海流区，使之成为海洋得生产区域。 西部边界流就是温暖得，深得，窄得，流动快速得，把热带地区得暖水带到高纬度地区。例 如墨西哥湾流。 埃克曼运输含狡，由于海水受到科里奧利力影响在表面产生与风向90度垂直得海水净输 运。在赤道地区就是分离区，分离区水浅，深

14、水上翻，提供营养物质，生物繁感。 第六章：冰冻圈 Summary: 冰冻圈代表了地球系统中得冰冻得部分。它包括陆地上得冰川与冰盖，冰冻得湖泊与河流， 海洋上得海冰，以及冻土。南极洲与格陵兰冰盖就是全球置大得淡水来源。 冰冻圏就是地球系统得一个动态部分，冰川与海冰在不断地移动中。冰川得移动：在底部冰川 上滑动，在冰面坡度上流动。海冰得移动：在海面上被风与淳流搬运。 海冰、积雪与大陆冰盖在确定鬲纬度得能董平衡中起重要作用，主要通过冰一反照率反馈， 这一反馈对爲纬度气候系统得响应起支配作用。因此，全球变暖得明显效果最先在高纬度出 现，在过去得10年我们已经瞧到海冰范国得变化与格陵兰冰悄得融化。 Ke

15、y words: 消融区：冰川或冰盖得低海拔地区，由于风吹雪、升华、蒸发等消融过程存在冰得净损失 积聚区：雪线之上得区域，积雪累积董超过损失量。 活性层：夏季融化，冬季冻结得顶层冻土。 永久冻土:持续多年冻结得土石层 剪切应力与法向应力：物体由于外力产生变形，垂直于截面得应力称法向应力，相切于截面得 应力称为兹切应力。 雪晶：大气中水汽凝结成得固态六角形结晶 冰晶：0、水汽在冰核上凝华增长得固态水合物 Questions: 1. 积雪如何影响上覆空气温度？ 温度升高积雪覆盖降低反照率降低温度上升 2. 积雪对下療土壤得温度影响？ 新雪中气体空间多，热传导性弱，可以防止热量散失，对下覆土壤起到保

16、温作用。积雪时 间长了，雪得密度增加，降低雷得反照率与绝缘性。 3. 冻土融化对未来气候？； 4. 0 温度上升冻土融化释放甲烷温室效应温度升爲 5. 雪就是如何变成冰川冰得？ 通过压实作用：冰晶大小形状得差异+积雪中得温度梯度蒸汽压局部差异部分 冰岛升华部分冰晶融化增加积雪密皮积雪厚度增加，进一步压紧冰晶融合 表面融化，融水通过包裹渗透并重新冻结加速冰川冰得形成 6. 冰川得移动：通过重力作用在坡面上流动，在底部冰川上滑行。 7. 海冰影响气候得两个途径： 温度冰面积及照率；温度厚度从海洋向大气得热量传输 影响海冰分布得因素： 气候得冷暖，风，大洋环流得影响 第八幸：全球变暖 Summary

17、: 1、气候在过去得10000年（全新世）保持相对稳定，但有变化。中全新世（5000-6000年前）温 暖，中世纪暖期（1150-1300）,小冰期（1600-1850）非同寻常地冷。小冰期后温度一直在增加。 2、小冰期寒冷得可能原因： 太阳明度得减少， 火山爆发频率鬲：火山爆发形成得二氧化硫进入大气形成硫酸液滴，反射太阳辐射并吸收对 流层得长波辐射，结果就是大喷发后1-2年内地表温度低于正常年份温度。 3、观测到得大气二氧化碳浓度升鬲，主要就是由化石燃料燃烧与森林破坏造成得。人为排放 得二氧化碳远小于自然呼吸与腐败所排放得二氧化破但就是比火山排放得速率高。因此人为 排放得碳代表了对碳循环得一个实质性扰动。 4、人类产生得二氧化碳得去除机制： 1）光合作用最快得 2）溶于海洋吸收受限于与深海得混合速率与海水得化学缓冲能力 3）海底確酸盐与陆地上碳酸岩得溶解 吋间尺度就是几百年到几千年 4）硅酸盐风化时间尺度最长，为一百万年 5、计算机模型预测如果不限制排放，全球二氧化碳在接下来得50-100年翻倍，在几个世纪内 达到2000ppmo全球温慶到下个世纪上升几个摄氏度，长期瞧增加10-15摄氏度。全球变暖 分布不均，极地增暖灵多，赤道地区最少。 6、气候变化对大洋环流得影响： 由于增加得雨水与格陵兰岛冰盖