海洋環(huán)境課件

海洋環(huán)境

地表的72%生命的搖籃未充分開發(fā)的最后疆域最大的資源倉儲最主要的氣候調節(jié)器一、海洋的重要性

從顯微鏡到顯宏鏡

海洋---長期氣候變化的根源海洋---深部與表層的通道海洋---生命秘密的謎底海洋---與軍事海洋與資源氣候系統(tǒng)的物理方面水循環(huán)國際地圈—生物圈計劃(IGBP)世界氣候研究計劃(WCRP)地球系統(tǒng)的生物方面碳循環(huán)(生物地球化學循環(huán))陸地海洋大氣二、全球變化地球系統(tǒng)地球系統(tǒng)過程國際大會

2001.6.愛丁堡Schellnhuber,1999：

“地球系統(tǒng)”分析與第二次哥白尼革命Nature第一次哥白尼革命第二次哥白尼革命65oN

※Insolationat65oN※Ice-sheetinNorthernHemisphere米蘭柯維奇理論以65oN輻射量變化為準:TheNorthAtlanticintheglobaloceancirculation暖室期冰室期兩極無冰單極有冰兩極有冰地球上的暖室期和冰室期還原型大氣圈CO2氧化型O2暖室期冰室期冰期間冰期地球表層系統(tǒng)的不同類型冰期時各圈層的界面不同程度下降CCD—深海碳酸鹽溶解補償面厄爾尼諾ElNino:熱帶太平洋水溫圖

CariacoLea,2003MS15萬年來的

ENSO強度

----8個時段的巴布亞-新幾內亞珊瑚紀錄Tudhopeetal.,2001ENSO對全球的影響

NorthAtlanticOscillations(NOA)

北大西洋濤動影響北大西洋深層水與ElNino遙相關

Hurrelletal.,2001

AntacrticDipole

南極偶極子南極冰蓋邊緣的熔融與ElNino遙相關

Yuan&Martinson,2001拉尼娜期間海洋大氣狀況厄爾尼諾造成的干旱、洪澇全球海平面上升44厘米后2080年受影響的人群數量近50年來中國沿海海平面平均每年上升2.6毫米，預計到2100年中國沿海海平面將上升幅度30至70厘米．將對中國的社會經濟產生嚴重影響，中國海岸線集中了70%以上的大城市、50%以上的人口和60%的國民經濟。為什么冰期時CO2減少？JohnMartin(1986):Fe假說：南大洋、東太平洋等大洋浮游生物群缺鐵“Iron-Ex”(“鐵肥實驗”)1993--

在大洋撒鐵可以引起藻類勃發(fā)，生產力增加數十倍---大洋生物泵加強降塵對海洋生產力的影響Tegen&Fung1997Fe、冰芯記錄、海洋初級生產、海洋生態(tài)系統(tǒng)、CO2通量與氣候之間的相互關系FeFe冰芯紀錄CO2浮游植物浮游動物225FeCO245萬年以來Vostok冰芯CO2

記錄降塵記錄（鐵限）Petitetal.(1999)海底下的海洋大洋中脊系統(tǒng)Mid-OceanRidgeSystem

已知熱液活動地點1977年Alvin號潛水器

在Galapagos發(fā)現(xiàn)獨特的熱液生物群黑煙囪深海熱液活動：黑煙囪。DSDP第82航次在海底以下290米亦即玄武巖頂面以下54米處采到的玄武巖。玻璃中纖細的黑線、粘土中和玻璃-粘土交界處的暗色區(qū)域，都是微生物的作用下形成的氧化鐵。

全球洋底以下的微生物量相當于地球表層生物圈的1/10三、深部生物圈新陳代謝極度緩慢有的休眠數十萬、數百萬年米海底以下750m內細菌數量與埋深的關系ODP鉆孔紀錄Riftiapachyptila三米長的管狀蠕蟲熱液生態(tài)系統(tǒng)

-地球上持續(xù)最長、最古老的生態(tài)系統(tǒng)？生物地球化學+微生物學+生態(tài)學+分子生物學+基因組學=生命的起源+生態(tài)系統(tǒng)的起源+海底下生物圈的范圍+進化的驅動力有光食物鏈太陽能黑暗食物鏈地熱

冷戰(zhàn)結束后，國內外形勢、尤其是周邊事態(tài)與臺海局勢發(fā)生變化，維護國家尊嚴和領土完整，統(tǒng)一祖國，是目前國家安全和國防建設的首要任務。在高技術條件下，現(xiàn)代戰(zhàn)爭逐漸成為涉及太空、空中、海面、水下和海底多層空間的立體戰(zhàn)爭。海洋環(huán)境要素信息的獲取和預測已成為提高海上戰(zhàn)斗力，使武器裝備發(fā)揮最佳作戰(zhàn)效能的關鍵所在，也成為軍事海洋學研究的核心；同時，也必須為國家海域劃界提供關鍵科學依據。冷戰(zhàn)結束后，美國關注的研究海域美國海軍實驗室/北太平洋實時預報系統(tǒng)鄭和下西洋1405-1433海洋文化大陸文化五、海洋資源指從海水到構成海底的巖石，從海濱到大洋，具有經濟價值的物質，包括海洋生物、海底礦產、海水、海洋能源、港口等資源。開發(fā)海洋的能力提高，海洋作為資源的價值也日益顯著，其遠景大大超過陸地。國際海洋法公約的規(guī)定，我國管轄的海域面積，相當于我國領土面積的1/3。

海洋提供食物的能力約為全球陸上可耕面積的1000倍，每年可提供300億人口食用的水產品。

中國有4千萬人以漁業(yè)為生計海底礦產資源主要有石油和天然氣。海底石油的儲量估計約占全球石油可能儲量的1/3。1996年我國海洋石油產量已達1300萬噸，天然氣的產量為28.6億立方米。雖屬起步階段，但前景宏偉。海底礦產資源濱海砂礦：世界上約96%的金紅石，80%的獨居石，75%的錫石，30%的鈦鐵礦都產自濱海砂礦。阿拉斯加海灘上的金和鉑，南非的奧蘭治河入?？谘匕稖\灘的金剛石，印度尼西亞砂礦中的錫石都頗有名氣。我國長約18000km海岸線的一半以上是砂質海岸，包括鋯石、獨居石、鈦鐵礦、磷釔礦、鉻鐵礦、鈮鉭鐵礦、金紅石、石英砂等13種。普通的砂和礫石，用作建筑材料。

海水資源海鹽：滿足了全國近半數人口和80%的工業(yè)用鹽的需求。從海水中可提取氯化鎂、溴化鉀、硫酸鎂、硫酸鈉、氯化鈣、氯化鉀，以及核能的重水。海水可用作工業(yè)用水。日本有40%～50%的工業(yè)用水是海水，我國也在試驗開發(fā)。海水轉化成淡水。海洋能源潮汐能、波浪能、海流能，和溫度、含鹽度差異而引起海水運動所產生的能量。據聯(lián)合國教科文組織估計，技術上有可能利用的海洋能源為64億千瓦，約為目前世界發(fā)電裝機總容量的1倍。我國海洋能源的理論蘊藏量約為6.3億千瓦。目前，開發(fā)這些能源的技術在實驗室里都已成功，但生產成本過高。港口資源海洋作為一種運輸通道，比陸路運輸和航空運輸更便宜。港口是一個國家對外交往的窗口，也常成為霸權國家對外擴張的基地。我國有長達5000km的港灣海岸，其中有眾多的良港，現(xiàn)已建成年吞吐量在1000萬噸以上的海港15個，在萬噸以上的更多達218個。（日本產業(yè)技術綜合研究所Satoh繪制，2001）日本周邊海域天然氣水合物分布引自ODP190，196航次報告引自ODP190，196航次報告

淺地殼中天然氣水合物的含碳量是所有化石含碳量的2倍。其儲量大約相當于煤炭和常規(guī)石油天然氣總量的3倍。日本在南海海槽中發(fā)現(xiàn)的天然氣水合物儲量可供日本在石油和天然氣耗盡后使用140年。美國發(fā)現(xiàn)的天然氣水合物儲量也相當可觀。四、天然氣水合物

可能的環(huán)境效應稍有升溫或減壓，可快速析出C