1900年以來全球變化的態(tài)勢(近現(xiàn)代全球變化)解析課件

1、1900年以來 全球變化的態(tài)勢（近現(xiàn)代全球變化）第1頁，共41頁。 主要內(nèi)容一、氣候系統(tǒng)的變化（一）全球問題及相關(guān)研究（二）變化趨勢（三）氣候系統(tǒng)變化帶來的危 害（四）對 策二、生態(tài)系統(tǒng)的變化（一）生態(tài)系統(tǒng)生理學(xué)（二）生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變化（三）全球變化對農(nóng)業(yè)和林業(yè)的影響（四）全球變化與生態(tài)復(fù)雜性第2頁，共41頁。一、氣候系統(tǒng)的變化 （一）全球問題及相關(guān)研究 到目前為止，UNFCCC已經(jīng)收到來自185個(gè)國家的批準(zhǔn)、接受、支持或添改文件，并成功地舉行了多次有各締約國參加的締約方大會。盡管各締約方還沒有就氣候變化問題綜合治理所采取的措施達(dá)成共識，但全球氣候變化會給人帶來難以估量的損失，氣候變化會使人類

2、付出巨額代價(jià)的觀念已為世界所廣泛接受，并成為廣泛關(guān)注和研究的全球性環(huán)境問題。第3頁，共41頁。 據(jù)香港文匯報(bào)2012年10月15日報(bào)道，英國氣象局公布的一項(xiàng)研究顯示，全球過去15年來并沒有暖化。報(bào)告顯示，1997年初和2012年8月相比，全球氣溫并無明顯變化。有氣候?qū)＜页姓J(rèn)，科學(xué)界用來預(yù)測氣候變化的計(jì)算機(jī)程序有嚴(yán)重缺陷。 新報(bào)告指，全球氣溫由1880年至今上升0.75攝氏度，但根據(jù)全球3000個(gè)監(jiān)察站的資料，全球氣溫在近15年來是零變化，一次氣溫上升周期要追溯到1980年至1996年 美國喬治亞理工大學(xué)教授柯里認(rèn)為：“要改變1980年后氣候暖化的指針，考慮自然內(nèi)部變量作為基本要素。”自然變量是

3、指不受人為因素影響的條件，如長期性海洋溫度周期、太陽溫度轉(zhuǎn)變等。英國東安格利亞大學(xué)氣候?qū)＜噎偹拐J(rèn)為，如無大規(guī)模發(fā)生厄爾尼諾現(xiàn)象，全球暖化將暫停一段時(shí)間。第4頁，共41頁。（二） 變 化 趨 勢第5頁，共41頁。2022/8/4 1、大氣中的主要溫室氣體第6頁，共41頁。2022/8/418世紀(jì)以前的CO2變化范圍19世紀(jì)到現(xiàn)在 CO2變化近半個(gè)世紀(jì)CO2的變化（1）大氣中的CO2含量在近200年時(shí)間里一直在上升第7頁，共41頁。2022/8/4（2）CH4 自1750年以來，大氣中CH4 濃度增長了150% ，現(xiàn)在的濃度達(dá)到過去42萬年以來最高值。第8頁，共41頁。2022/8/4（3）N2O

4、 自1750年以來，大氣中N2O濃度以穩(wěn)定增長了16% ，達(dá)到46ppb。 N2O是一種重要的大氣輻射活性成分。其單個(gè)分子的輻射效應(yīng)遠(yuǎn)大于CH4和CO2。第9頁，共41頁。2022/8/4（4）大氣中的含鹵成分氯氟烴（CFCs)： 大氣中一系列含有C、Cl及F原子的鹵代烴的總稱。 它們常作為制冷劑、噴霧劑及溶劑廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中。 可破壞平流層的O3；極強(qiáng)的溫室效應(yīng)，某些CFCs分子的溫室效應(yīng)強(qiáng)度超過CO2分子1萬倍以上。 對流層通常缺乏清除它們的有效化學(xué)機(jī)制（通常的氧化、光解離和干濕沉降等不起作用），所以其在大氣中的化學(xué)壽命一般很長（CF4的壽命超過5萬年），其影響時(shí)間很長。第10頁，共4

5、1頁。2022/8/4對流層和平流層中的O3 都是重要的溫室氣體 過去二十年平流層O3減少導(dǎo)致的平流層系統(tǒng)負(fù)輻射強(qiáng)迫量為0.15W/M2 。 另外，據(jù)有限的觀測和模擬估計(jì)， 1750年以來對流層的O3含量增加了約35，導(dǎo)致的全球平均輻射強(qiáng)迫增加 0.350.2W/M2。 一些氣體只產(chǎn)生間接輻射強(qiáng)迫作用，包括NOx 、CO 和各種有機(jī)物等。（5） 觀測到的其它有輻射重要性的氣體的變化第11頁，共41頁。2022/8/4溫室效應(yīng)在全球能量平衡中的作用 自然過程控制下的溫室效應(yīng)使得地表平均溫度提高了33C。 地球表面平均溫度： 15C 月球表面平均溫度： -18C如果沒有溫室效應(yīng)，生命就不可能存在。

6、人類活動造成大氣中溫室氣體的急劇增加，從而加強(qiáng)的溫室效應(yīng)，導(dǎo)致地球系統(tǒng)面臨全球增暖的威脅。第12頁，共41頁。2022/8/4溫室氣體產(chǎn)生的溫室效應(yīng)能否飽和劉玉芝、肖穩(wěn)安、石廣玉 利用最新版本的大氣氣體吸收光譜資料HITRAN 2000，用精確的逐線積分算法，計(jì)算了大氣CO2濃度加倍后產(chǎn)生的輻射強(qiáng)迫，研究了CO2溫室效應(yīng)的飽和度，以及飽和與非飽和的光譜范圍。結(jié)論（1）在目前大氣CO2含量下，CO2的15 m（660670cm-1）帶中心已達(dá)到飽和；（2） CO2濃度變化對輻射強(qiáng)迫的貢獻(xiàn)主要來自15 m帶的兩翼（左510650cm-1 ；右690840cm-1 ）；（3） 10 m帶遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有飽和

7、。雖然其帶強(qiáng)比15 m帶的峰值強(qiáng)度要小6個(gè)數(shù)量級以上，擔(dān)它對總的輻射強(qiáng)迫仍有重要貢獻(xiàn)。（4）其他的CO2吸收帶貢獻(xiàn)較小。第13頁，共41頁。2022/8/4-10 兩個(gè)時(shí)間段臭氧含量偏離平均值,但在9、10、11月更明顯。目前，這種趨勢在加強(qiáng)。總之，臭氧總量不斷減少！ 2、臭氧空洞第14頁，共41頁。2022/8/4NASA Historical Imaging Of The Ozone Holes Rapid Growth Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS) October 14 1980-2000 南極臭氧洞的年際變化趨勢第15頁，共41頁。20

8、22/8/4中緯度和熱帶地區(qū)臭氧的變化 由于火山活動的影響，南北緯2060之間地區(qū)的大氣臭氧總量存在少量的減少；未發(fā)現(xiàn)20N20S之間地區(qū)的大氣臭氧總量發(fā)生變化?！扒嗖馗咴粞醯凸取钡?6頁，共41頁。2022/8/4北極地區(qū)臭氧的變化 科學(xué)家們尚未觀察到的，在年度基礎(chǔ)上，嚴(yán)重的保護(hù)臭氧層變薄，大氣中的北極。臭氧層保護(hù)地球上的生命免受有害紫外線輻射。北方的臭氧洞可能具有重大意義，因?yàn)楦嗟娜松钤诒睒O地區(qū)比南極附近。 和南極不同的地方是寒冷的冬天，在北極平流層冬季是高度可變的。美國宇航局的衛(wèi)星和機(jī)載觀測表明，顯著的北極臭氧損失僅發(fā)生下列異常寒冷的冬天.第17頁，共41頁。2022/8/4臭氧的

9、作用平流層臭氧 吸收紫外輻射，保護(hù)地面生物和人類 平流層大氣的主要熱源 對流層臭氧 吸收紅外輻射，是一種溫室氣體 作為化學(xué)活性氣體，對許多大氣污染物的轉(zhuǎn)化起重要作用第18頁，共41頁。2022/8/4（1）溫度變化3、溫度和降水變化第19頁，共41頁。2022/8/4（2）降水變化第20頁，共41頁。（三）危害概述 自然界本身排放著各種溫室氣體，也在吸收或分解它們。在地球的長期演化過程中，大氣中溫室氣體的變化是很緩慢的，處于一種循環(huán)過程。 碳循環(huán)就是一個(gè)非常重要的化學(xué)元素的自然循環(huán)過程，大氣和陸生植被，大氣和海洋表層植物及浮游生物每年都發(fā)生大量的碳交換。 從天然森林來看，二氧化碳的吸收和排放基

10、本是平衡的。人類活動極大地改變了土地利用形態(tài)，特別是工業(yè)革命后，大量森林植被迅速砍伐一空，化石燃料使用量也以驚人的速度增長，人為的溫室氣體排放量相應(yīng)不斷增加。第21頁，共41頁。1、海平面上升 全世界大約有1/3的人口生活在沿海岸線60公里的范圍內(nèi)，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，城市密集。全球氣候變暖導(dǎo)致的海洋水體膨脹和兩極冰雪融化，可能在2100年使海平面上升50厘米，危及全球沿海地區(qū)，特別是那些人口稠密、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的河口和沿海低地。 這些地區(qū)可能會遭受淹沒或海水人侵，海灘和海岸遭受侵蝕，土地惡化，海水倒灌和洪水加劇，港口受損，并影響沿海養(yǎng)殖業(yè)，破壞供排水系統(tǒng)。第22頁，共41頁。2、影響農(nóng)業(yè)和生態(tài) 隨著二氧化碳

11、濃度增加和氣候變暖，可能會增加植物的光合作用，延長生長季節(jié)，使世界一些地區(qū)更加適合農(nóng)業(yè)耕作。但全球氣溫和降雨形態(tài)的迅速變化，也可能使世界許多地區(qū)的農(nóng)業(yè)和自然生態(tài)系統(tǒng)無法適應(yīng)或不能很快適應(yīng)這種變化，使其遭受很大的破壞性影響，造成大范圍的森林植被破壞和農(nóng)業(yè)災(zāi)害。第23頁，共41頁。3、加劇其他災(zāi)害 氣候變暖導(dǎo)致的氣候?yàn)?zāi)害增多可能是一個(gè)更為突出的問題。全球平均氣溫略有上升，就可能帶來頻繁的氣候?yàn)?zāi)害-過多的降雨、大范圍的干旱和持續(xù)的高溫，造成大規(guī)模的災(zāi)害損失。有的科學(xué)家根據(jù)氣候變化的歷史數(shù)據(jù)，推測氣候變暖可能破壞海洋環(huán)流，引發(fā)新的冰河期，給高緯度地區(qū)造成可怕的氣候?yàn)?zāi)難。第24頁，共41頁。4、影響人類

12、健康 氣候變暖有可能加大疾病危險(xiǎn)和死亡率，增加傳染病。高溫會給人類的循環(huán)系統(tǒng)增加負(fù)擔(dān)，熱浪會引起死亡率的增加。由昆蟲傳播的瘧疾及其他傳染病與溫度有很大的關(guān)系，隨著溫度升高，可能使許多國家瘧疾、淋巴腺絲蟲病、血吸蟲病、黑熱病、登革熱、腦炎增加或再次發(fā)生。在高緯度地區(qū)，這些疾病傳播的危險(xiǎn)性可能會更大。第25頁，共41頁。5、對我國的影響 中外專家的一些研究結(jié)果來看，總體上我國的變暖趨勢冬季將強(qiáng)于夏季；在北方和西部的溫暖地區(qū)以及沿海地區(qū)降雨量將會增加，長江、黃河等流域的洪水爆發(fā)頻率會更高；東南沿海地區(qū)臺風(fēng)和暴雨也將更為頻繁； 春季和初夏許多地區(qū)干旱加劇，干熱風(fēng)頻繁，土壤蒸發(fā)量上升。農(nóng)業(yè)是受影響最嚴(yán)重

13、的部門。溫度升高將延長生長期，減少霜凍，二氧化碳的“肥料效應(yīng)”會增強(qiáng)光合作用，對農(nóng)業(yè)產(chǎn)生有利影響；但土壤蒸發(fā)量上升，洪澇災(zāi)害增多和海水侵蝕等也將造成農(nóng)業(yè)減產(chǎn)。對草原畜牧業(yè)和漁業(yè)的影響總體上是不利的。 海平面上升最嚴(yán)重的影響是增加了風(fēng)暴潮和臺風(fēng)發(fā)生的頻率和強(qiáng)度，海水入侵和沿海侵蝕也將引起經(jīng)濟(jì)和社會的巨大損失。其他影響第26頁，共41頁。 全球氣候系統(tǒng)非常復(fù)雜，影響氣候變化因素非常多，涉及太陽輻射、大氣構(gòu)成、海洋、陸地和人類活動等諸多方面，對氣候變化趨勢，在科學(xué)認(rèn)識上還存在不確定性，特別是對不同區(qū)域氣候的變化趨勢及其具體影響和危害，還無法作出比較準(zhǔn)確的判斷。 但從風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)角度而言，大多數(shù)科學(xué)家斷言

14、氣候變化是人類面臨的一種巨大環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。第27頁，共41頁。（五）對 策 1、 框 架 公 約 第28頁，共41頁。2、科學(xué)技術(shù)手段第29頁，共41頁。3、政 策 手 段第30頁，共41頁。二、生態(tài)系統(tǒng)的變化（1）生態(tài)系統(tǒng)生理學(xué)：CO2增加的效應(yīng)； 二氧化碳之所以成為溫室氣體 主要是通俗的講具有保溫的作用. 因?yàn)槎趸嘉臻L波 缺可折射或者散射短波 太陽光所攜帶的太陽能是以短波形式存在的, 而地球反射能量是以長波存在的, 所以二氧化碳只能吸熱卻不能放熱 所以造成了溫室效應(yīng) 第31頁，共41頁。生物地球化學(xué)方面的變化第32頁，共41頁。植被變化對水和能量通量的影響第33頁，共41頁。綜合研究內(nèi)容（全球變化條件下生態(tài)系統(tǒng)生理學(xué)的綜合模式；陸地生態(tài)系統(tǒng)中的碳儲庫與碳通量）第34頁，共41頁。（2）生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變化：局地尺度動力學(xué)；局地至區(qū)域尺度的模式；關(guān)于元素循環(huán)和氣候反饋的區(qū)域尺度至全球尺度植被變化模式。第35頁，共41頁。（3）全球變化對農(nóng)業(yè)和林業(yè)的影響：全球變化對主要農(nóng)作物種類的影響；害蟲、疾病和雜草的變化；全球變化對土壤的影響；多種（復(fù)雜）農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的綜合實(shí)驗(yàn)和模擬計(jì)劃。第36頁，共41頁。（4）全球變化與生態(tài)復(fù)雜性：生物多樣性和生態(tài)復(fù)雜性對生態(tài)系統(tǒng)功能的影響；全球變化對生物多樣性和復(fù)雜性的綜合影響；全球變化對孤立種群變化性的影響。第37頁，共41頁。2022/8/4