1900年以来全球变化的态势(近现代全球变化)解析课件

1、1900年以来 全球变化的态势（近现代全球变化）第1页，共41页。 主要内容一、气候系统的变化（一）全球问题及相关研究（二）变化趋势（三）气候系统变化带来的危 害（四）对 策二、生态系统的变化（一）生态系统生理学（二）生态系统结构的变化（三）全球变化对农业和林业的影响（四）全球变化与生态复杂性第2页，共41页。一、气候系统的变化 （一）全球问题及相关研究 到目前为止，UNFCCC已经收到来自185个国家的批准、接受、支持或添改文件，并成功地举行了多次有各缔约国参加的缔约方大会。尽管各缔约方还没有就气候变化问题综合治理所采取的措施达成共识，但全球气候变化会给人带来难以估量的损失，气候变化会使人类

2、付出巨额代价的观念已为世界所广泛接受，并成为广泛关注和研究的全球性环境问题。第3页，共41页。 据香港文汇报2012年10月15日报道，英国气象局公布的一项研究显示，全球过去15年来并没有暖化。报告显示，1997年初和2012年8月相比，全球气温并无明显变化。有气候专家承认，科学界用来预测气候变化的计算机程序有严重缺陷。 新报告指，全球气温由1880年至今上升0.75摄氏度，但根据全球3000个监察站的资料，全球气温在近15年来是零变化，一次气温上升周期要追溯到1980年至1996年 美国乔治亚理工大学教授柯里认为：“要改变1980年后气候暖化的指针，考虑自然内部变量作为基本要素。”自然变量是

3、指不受人为因素影响的条件，如长期性海洋温度周期、太阳温度转变等。英国东安格利亚大学气候专家琼斯认为，如无大规模发生厄尔尼诺现象，全球暖化将暂停一段时间。第4页，共41页。（二） 变 化 趋 势第5页，共41页。2022/8/4 1、大气中的主要温室气体第6页，共41页。2022/8/418世纪以前的CO2变化范围19世纪到现在 CO2变化近半个世纪CO2的变化（1）大气中的CO2含量在近200年时间里一直在上升第7页，共41页。2022/8/4（2）CH4 自1750年以来，大气中CH4 浓度增长了150% ，现在的浓度达到过去42万年以来最高值。第8页，共41页。2022/8/4（3）N2O

4、 自1750年以来，大气中N2O浓度以稳定增长了16% ，达到46ppb。 N2O是一种重要的大气辐射活性成分。其单个分子的辐射效应远大于CH4和CO2。第9页，共41页。2022/8/4（4）大气中的含卤成分氯氟烃（CFCs)： 大气中一系列含有C、Cl及F原子的卤代烃的总称。 它们常作为制冷剂、喷雾剂及溶剂广泛应用在工业生产中。 可破坏平流层的O3；极强的温室效应，某些CFCs分子的温室效应强度超过CO2分子1万倍以上。 对流层通常缺乏清除它们的有效化学机制（通常的氧化、光解离和干湿沉降等不起作用），所以其在大气中的化学寿命一般很长（CF4的寿命超过5万年），其影响时间很长。第10页，共4

5、1页。2022/8/4对流层和平流层中的O3 都是重要的温室气体 过去二十年平流层O3减少导致的平流层系统负辐射强迫量为0.15W/M2 。 另外，据有限的观测和模拟估计， 1750年以来对流层的O3含量增加了约35，导致的全球平均辐射强迫增加 0.350.2W/M2。 一些气体只产生间接辐射强迫作用，包括NOx 、CO 和各种有机物等。（5） 观测到的其它有辐射重要性的气体的变化第11页，共41页。2022/8/4温室效应在全球能量平衡中的作用 自然过程控制下的温室效应使得地表平均温度提高了33C。 地球表面平均温度： 15C 月球表面平均温度： -18C如果没有温室效应，生命就不可能存在。

6、人类活动造成大气中温室气体的急剧增加，从而加强的温室效应，导致地球系统面临全球增暖的威胁。第12页，共41页。2022/8/4温室气体产生的温室效应能否饱和刘玉芝、肖稳安、石广玉 利用最新版本的大气气体吸收光谱资料HITRAN 2000，用精确的逐线积分算法，计算了大气CO2浓度加倍后产生的辐射强迫，研究了CO2温室效应的饱和度，以及饱和与非饱和的光谱范围。结论（1）在目前大气CO2含量下，CO2的15 m（660670cm-1）带中心已达到饱和；（2） CO2浓度变化对辐射强迫的贡献主要来自15 m带的两翼（左510650cm-1 ；右690840cm-1 ）；（3） 10 m带远远没有饱和

7、。虽然其带强比15 m带的峰值强度要小6个数量级以上，担它对总的辐射强迫仍有重要贡献。（4）其他的CO2吸收带贡献较小。第13页，共41页。2022/8/4-10 两个时间段臭氧含量偏离平均值,但在9、10、11月更明显。目前，这种趋势在加强。总之，臭氧总量不断减少！ 2、臭氧空洞第14页，共41页。2022/8/4NASA Historical Imaging Of The Ozone Holes Rapid Growth Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS) October 14 1980-2000 南极臭氧洞的年际变化趋势第15页，共41页。20

8、22/8/4中纬度和热带地区臭氧的变化 由于火山活动的影响，南北纬2060之间地区的大气臭氧总量存在少量的减少；未发现20N20S之间地区的大气臭氧总量发生变化。“青藏高原臭氧低谷”第16页，共41页。2022/8/4北极地区臭氧的变化 科学家们尚未观察到的，在年度基础上，严重的保护臭氧层变薄，大气中的北极。臭氧层保护地球上的生命免受有害紫外线辐射。北方的臭氧洞可能具有重大意义，因为更多的人生活在北极地区比南极附近。 和南极不同的地方是寒冷的冬天，在北极平流层冬季是高度可变的。美国宇航局的卫星和机载观测表明，显着的北极臭氧损失仅发生下列异常寒冷的冬天.第17页，共41页。2022/8/4臭氧的

9、作用平流层臭氧 吸收紫外辐射，保护地面生物和人类 平流层大气的主要热源 对流层臭氧 吸收红外辐射，是一种温室气体 作为化学活性气体，对许多大气污染物的转化起重要作用第18页，共41页。2022/8/4（1）温度变化3、温度和降水变化第19页，共41页。2022/8/4（2）降水变化第20页，共41页。（三）危害概述 自然界本身排放着各种温室气体，也在吸收或分解它们。在地球的长期演化过程中，大气中温室气体的变化是很缓慢的，处于一种循环过程。 碳循环就是一个非常重要的化学元素的自然循环过程，大气和陆生植被，大气和海洋表层植物及浮游生物每年都发生大量的碳交换。 从天然森林来看，二氧化碳的吸收和排放基

10、本是平衡的。人类活动极大地改变了土地利用形态，特别是工业革命后，大量森林植被迅速砍伐一空，化石燃料使用量也以惊人的速度增长，人为的温室气体排放量相应不断增加。第21页，共41页。1、海平面上升 全世界大约有1/3的人口生活在沿海岸线60公里的范围内，经济发达，城市密集。全球气候变暖导致的海洋水体膨胀和两极冰雪融化，可能在2100年使海平面上升50厘米，危及全球沿海地区，特别是那些人口稠密、经济发达的河口和沿海低地。 这些地区可能会遭受淹没或海水人侵，海滩和海岸遭受侵蚀，土地恶化，海水倒灌和洪水加剧，港口受损，并影响沿海养殖业，破坏供排水系统。第22页，共41页。2、影响农业和生态 随着二氧化碳

11、浓度增加和气候变暖，可能会增加植物的光合作用，延长生长季节，使世界一些地区更加适合农业耕作。但全球气温和降雨形态的迅速变化，也可能使世界许多地区的农业和自然生态系统无法适应或不能很快适应这种变化，使其遭受很大的破坏性影响，造成大范围的森林植被破坏和农业灾害。第23页，共41页。3、加剧其他灾害 气候变暖导致的气候灾害增多可能是一个更为突出的问题。全球平均气温略有上升，就可能带来频繁的气候灾害-过多的降雨、大范围的干旱和持续的高温，造成大规模的灾害损失。有的科学家根据气候变化的历史数据，推测气候变暖可能破坏海洋环流，引发新的冰河期，给高纬度地区造成可怕的气候灾难。第24页，共41页。4、影响人类

12、健康 气候变暖有可能加大疾病危险和死亡率，增加传染病。高温会给人类的循环系统增加负担，热浪会引起死亡率的增加。由昆虫传播的疟疾及其他传染病与温度有很大的关系，随着温度升高，可能使许多国家疟疾、淋巴腺丝虫病、血吸虫病、黑热病、登革热、脑炎增加或再次发生。在高纬度地区，这些疾病传播的危险性可能会更大。第25页，共41页。5、对我国的影响 中外专家的一些研究结果来看，总体上我国的变暖趋势冬季将强于夏季；在北方和西部的温暖地区以及沿海地区降雨量将会增加，长江、黄河等流域的洪水爆发频率会更高；东南沿海地区台风和暴雨也将更为频繁； 春季和初夏许多地区干旱加剧，干热风频繁，土壤蒸发量上升。农业是受影响最严重

13、的部门。温度升高将延长生长期，减少霜冻，二氧化碳的“肥料效应”会增强光合作用，对农业产生有利影响；但土壤蒸发量上升，洪涝灾害增多和海水侵蚀等也将造成农业减产。对草原畜牧业和渔业的影响总体上是不利的。 海平面上升最严重的影响是增加了风暴潮和台风发生的频率和强度，海水入侵和沿海侵蚀也将引起经济和社会的巨大损失。其他影响第26页，共41页。 全球气候系统非常复杂，影响气候变化因素非常多，涉及太阳辐射、大气构成、海洋、陆地和人类活动等诸多方面，对气候变化趋势，在科学认识上还存在不确定性，特别是对不同区域气候的变化趋势及其具体影响和危害，还无法作出比较准确的判断。 但从风险评价角度而言，大多数科学家断言

14、气候变化是人类面临的一种巨大环境风险。第27页，共41页。（五）对 策 1、 框 架 公 约 第28页，共41页。2、科学技术手段第29页，共41页。3、政 策 手 段第30页，共41页。二、生态系统的变化（1）生态系统生理学：CO2增加的效应； 二氧化碳之所以成为温室气体 主要是通俗的讲具有保温的作用. 因为二氧化碳吸收长波 缺可折射或者散射短波 太阳光所携带的太阳能是以短波形式存在的, 而地球反射能量是以长波存在的, 所以二氧化碳只能吸热却不能放热 所以造成了温室效应 第31页，共41页。生物地球化学方面的变化第32页，共41页。植被变化对水和能量通量的影响第33页，共41页。综合研究内容（全球变化条件下生态系统生理学的综合模式；陆地生态系统中的碳储库与碳通量）第34页，共41页。（2）生态系统结构的变化：局地尺度动力学；局地至区域尺度的模式；关于元素循环和气候反馈的区域尺度至全球尺度植被变化模式。第35页，共41页。（3）全球变化对农业和林业的影响：全球变化对主要农作物种类的影响；害虫、疾病和杂草的变化；全球变化对土壤的影响；多种（复杂）农业系统的综合实验和模拟计划。第36页，共41页。（4）全球变化与生态复杂性：生物多样性和生态复杂性对生态系统功能的影响；全球变化对生物多样性和复杂性的综合影响；全球变化对孤立种群变化性的影响。第37页，共41页。2022/8/4