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文檔簡介
1、第一章 地球系統(tǒng)與全球變化第一節(jié) 地球系統(tǒng)1、地球系統(tǒng):可劃分為地圈和生物圈,其中地圈包括物理氣候系統(tǒng)(水圈、大氣圈)和固體地球系統(tǒng)(巖石圈),生物圈又稱全球生態(tài)系統(tǒng),包括地球上全部生物和生命系統(tǒng)。人類由于主觀能動性,在這3個系統(tǒng)之上構建了獨特的人類生態(tài)系統(tǒng),也是地球系統(tǒng)的一個重要組成部分。物理氣候系統(tǒng):決定著地球表層水分和能量的交換和分布,形成全球氣候固體地球系統(tǒng):決定著地殼的生消及其運動,形成地球的海陸分布格局與各種地貌地形。全球生態(tài)系統(tǒng):包括地球上多種多樣的生態(tài)群落與生態(tài)系統(tǒng)。2、系統(tǒng)間的關系:物理氣候系統(tǒng)、固體地球系統(tǒng)、全球生態(tài)系統(tǒng)分別調控著水循環(huán)、生物地球化學循環(huán)和固體地球物質循環(huán)3
2、個循環(huán)子系統(tǒng),并通過彼此的聯(lián)系成為一個整體。人類由于主觀能動性,在這3個系統(tǒng)之上構建了獨特的人類生態(tài)系統(tǒng),也是地球系統(tǒng)的一個重要組成部分。3、地球系統(tǒng)驅動力:地球外部由太陽和其他外力所組成的;地球內部的“發(fā)動機”,主要由放射性和內部深處的原生熱所驅動。第二節(jié) 全球變化與全球變化研究1、全球變化:廣義指全球環(huán)境(包括氣候、土地生產(chǎn)力、海洋和其他水資源、大氣化學及生態(tài)系統(tǒng)等)中的、能改變地球承載生命的能力的變化。狹義理解的全球變化主要是指人類生存環(huán)境的惡化。2、全球變化的科學內涵:全球觀點與全球尺度(全球觀點:把地球看作一個整體,而不是孤立地研究地球的不同組分和它的環(huán)境;全球尺度:雖然過程或事件空
3、間尺度有大有小,但其影響卻是全球性的)所有時間過程(包括所有時間范疇和所有時間尺度:全球變化的研究不僅揭示過去,更是認識現(xiàn)代以及未來的變化)人類的作用(人類是全球變化的營力之一)3、全球變化研究的主要內容:全球變化的驅動力和過程;全球環(huán)境變化在時間和空間上的表現(xiàn)形式; 全球變化的影響與人類的響應;全球變化信息的獲取、處理與分析技術。4、全球變化研究的意義:全球變化研究是人類社會實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的科學基礎(可持續(xù)發(fā)展必須以適應全球變化為基礎,人類對全球變化的適應必須最大限度地符合可持續(xù)發(fā)展的原則);深化對地地球系統(tǒng)的認識,促進地球科學發(fā)展;改變人類的觀念,促進應用基礎科學和有關社會科學的發(fā)展(全球
4、變化研究也關注全球變化的環(huán)境影響、社會影響,以及對策和政策評估研究,這些研究會促進有關決策科學的發(fā)展,提高人類應付全球變化的能力)。第三節(jié) 全球變化研究的歷史、現(xiàn)狀和趨勢1、與以往的研究相比,當前全球變化研究呈現(xiàn)以下特點:以系統(tǒng)的和動態(tài)的地球觀為指導(舊地球科學體系以圈層為核心);研究重點由長時間尺度轉向短時間尺度;區(qū)域尺度和全球尺度一同考慮;注重過程和機制研究,強調定量化、模型化描述,重視動態(tài)監(jiān)測和預測研究;關注人類活動引起的全球變化;注重全球變化對人類的影響及人類響應。2、技術手段:放射性同位素、古地磁、穩(wěn)定同位素、深海鉆探、冰芯獲取。3、研究計劃:世界氣候研究計劃(WCRP)、國際地圈-
5、生物圈計劃(IGBP)、全球變化人文計劃(IHDP)、生物多樣性計劃(DIVERSITAS)第二章 全球變化的主要過程與驅動力第一節(jié) 全球變化的主要過程氣候系統(tǒng)與水文循環(huán)過程; 固體地球系統(tǒng)與巖石圈循環(huán)過程生態(tài)系統(tǒng)與生物地球化學循環(huán)過程; 人類生態(tài)系統(tǒng)與人類活動過程1、氣候系統(tǒng)與水文循環(huán)過程(1)地球表面的能量收支平衡與溫室效應影響因素:太陽輻射強度和地球軌道要素;地球的行星反射率();太陽能在地球系統(tǒng)中滯留時間。(2)大氣和海洋環(huán)流大氣環(huán)流形式:平均經(jīng)圈環(huán)流:由于赤道-極地之間的能量梯度作用和地球自轉影響所產(chǎn)生環(huán)流圈;沃克環(huán)流:赤道地區(qū)大洋東、西兩側海水冷暖差異形成的大氣瑋圈環(huán)流;季風環(huán)流:
6、由于海、陸分布及其物理性質的不同所產(chǎn)生的熱力差異而導致的環(huán)流。海洋環(huán)流形式:表層風生流:大氣環(huán)流驅動大洋表層水體發(fā)生相應的運動;熱鹽環(huán)流:由海水的密度(取決于溫度和鹽度)分布決定的海洋環(huán)流。(3)水文循環(huán)與氣候系統(tǒng)中的反饋過程對氣候變化最重要的4個反饋過程:水汽反饋;云輻射反饋;冰雪圈反饋;海洋反饋。海洋對大氣運動、氣候系統(tǒng)的影響體現(xiàn)在:影響地球大氣系統(tǒng)的熱力平衡;影響水汽循環(huán);調諧大氣運動;降低氣候系統(tǒng)的敏感性,調節(jié)溫室效應。2、固體地球系統(tǒng)與巖石圈循環(huán)過程板塊運動過程 板塊與板塊之間的相對運動有離散、匯聚和平移3種形式;陸上風化與侵蝕堆積過程 所有被風化侵蝕的物質最終被搬運到大洋沉積,完成
7、地球固體物質在地球表面的遷移轉化過程;海洋沉積過程3、生態(tài)系統(tǒng)與生物地球化學循環(huán)過程生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能;生物地球化學循環(huán)過程 (除生命活動過程之外,大氣化學過程、土壤地球化學過程和海洋化學過程是控制生物地球化學循環(huán)的3個關鍵環(huán)節(jié)。) 全球碳循環(huán)4、人類生態(tài)系統(tǒng)與人類活動過程人類生態(tài)系統(tǒng)的構成 (人類生態(tài)系統(tǒng)存在著采集-狩獵系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)系統(tǒng)和工業(yè)城市系統(tǒng)3種類型)人類生態(tài)系統(tǒng)中的物質、能量流動第二節(jié) 全球變化的驅動力1、驅動全球變化的地球外因素太陽活動;地球軌道參數(shù)變化;地外物體的撞擊作用2、驅動全球變化的地球內力因素海陸分布變化;高海拔的山地或高原的隆起;火山活動 (陽傘效應:強火山爆發(fā)能在平
8、流層下部形成一個持久的含有硫酸鹽粒子的氣溶膠層,它們存留在平流層中增加了大氣的反照率,因而減少了到達地面的直接太陽輻射,進而導致溫度下降。)3、全球變化中的人文因素人類活動造成的土地覆蓋的變化、系統(tǒng)成分的變化、自然過程的變化追蹤會導致自然系統(tǒng)的功能失調和變化,并通過累積性變化或系統(tǒng)性變化兩種方式導致全球變化4、地球系統(tǒng)內部的反饋作用與全球變化厄爾尼諾(El Nino):赤道東太平洋地區(qū)海洋表面溫度(SST)的持續(xù)異常增暖;拉尼娜(La Nina):當赤道東太平洋表面海溫出現(xiàn)較強負距平時,發(fā)生反厄爾尼諾現(xiàn)象;南方濤動(Southern Oscillation):印度洋地區(qū)和南太平洋地區(qū)氣壓的反向
9、變化,是一種大尺度的大氣環(huán)流異常。第三節(jié) 全球變化的概念模式1、幾十幾百年尺度變化的概念模式人類活動對全球變化的影響最為明顯。在這個模式中,地球系統(tǒng)的過程主要取決于兩個主要的相互作用的系統(tǒng):物理氣候系統(tǒng)和生物地球化學循環(huán)系統(tǒng)(包括生物過程)。2、幾千幾十萬年尺度變化的概念模式全球變化主要由地球圍繞太陽運動軌道變化而引起的。涉及到地球表層的所有子系統(tǒng)及絕大部分過程:物理氣候系統(tǒng);生態(tài)系統(tǒng)過程;生物地球化學循環(huán);地貌發(fā)育。3、幾百年以上尺度變化的概念模式不僅發(fā)生在地球表明,也發(fā)生在地球內部。取決與3個過程:地核和地幔過程;板塊構造過程;太陽驅動的過程。第三章 全球變化的影響及人類的響應第一節(jié) 全球
10、變化對人類的影響1、全球變化影響的主要途徑:直接對人類健康產(chǎn)生影響;引發(fā)某些社會事件;通過資源和災害的變化改變自然系統(tǒng)的承載力,影響環(huán)境系統(tǒng)的生產(chǎn)力。2、全球變化影響的領域方面:人類的健康和工作能力;住房建筑和新住宅區(qū);各類農(nóng)業(yè);水資源開發(fā)和管理;林業(yè)資源;漁業(yè)和海洋資源;能源的生產(chǎn)和消費;工商業(yè)活動;交通和運輸;各種公共服務。3、全球變化影響的層次:土地承載力;生產(chǎn)系統(tǒng);經(jīng)濟與生活;社會政治。4、全球變化的敏感區(qū)和易受影響的地區(qū) 氣候邊界地帶與生態(tài)脆弱帶,這些地區(qū)土地的可利用性及其生產(chǎn)能力的大小常隨全球變化而發(fā)生顯著變化(非洲薩赫勒地帶、我國北方農(nóng)牧交錯帶); 海洋與陸地的交界面,即海岸帶,
11、是各種過程結合作用的地區(qū),是受海面升降控制的地區(qū),也是全球變化及變化對人類的影響表現(xiàn)最為強烈的敏感地區(qū)之一(珊瑚礁、紅樹林、海岸沼澤、濕地); 全球變化的不利影響對社會最脆弱的地區(qū)打擊最大第二節(jié) 人類對全球變化的適應1、對待全球變化的不同態(tài)度承認全球變化的必然性,但全球變化會回到穩(wěn)定位置,全球變化是一種挑戰(zhàn),如果應對得當,人類可以受益。世界極不穩(wěn)定,全球變化會帶來惡果,必須阻止全球變化不可知,不愿直面全球變化全球變化在一定范圍內有益,超出限度則有害2、全球變化影響的評估(不確定性很大)3、全球變化對策基于趨利避害原則進行適應(主動適應、被動適應和積極防御)防止或減緩全球變化的發(fā)生不采取任何行動
12、把全球變化控制在一定限度第四章 全球變化研究的主要途徑主要途徑:重建;動態(tài)監(jiān)測;模擬。第一節(jié) 過去全球變化的重建1、基本假設均一性假設:它包括兩個基本假設:自然法則在任何時間和空間上的不變性;如果所研究的結果能夠用現(xiàn)代可觀察的過程來解釋,就不會有假設的未知過程。協(xié)同性假設:首先是指環(huán)境過程與其產(chǎn)物之間的協(xié)調統(tǒng)一;其次,同一環(huán)境狀態(tài)下所形成的不同類型的產(chǎn)物之間存在協(xié)同關系,可以彼此參校、替代,共同指示其生成環(huán)境;再次,地區(qū)之間的協(xié)同性;最后,時間上的協(xié)調性。全息假設:根據(jù)部分可反映整體的全息學基本觀點,環(huán)境可以由其可識別的全息源來反映。2、過去全球變化信息的類型觀測記錄:指借助于各種觀測技術手段
13、所獲得的環(huán)境信息。特點:記錄規(guī)范,精度高,但時間尺度短。舉例:氣象、水文的監(jiān)測記錄,遙感數(shù)據(jù)??脊藕蜌v史文獻記載:指由人類物質文化活動而形成的物質和文字記錄。舉例:人類遺址、遺跡,有關物候、災異、耕作制度的文字記錄古環(huán)境感應體:指在過去某一時期形成并一直保存至今的各種自然體,記錄了當時的環(huán)境狀況。舉例:古沙丘、黃土與古土壤、冰芯、樹木年輪代用資料:考古和歷史文獻記載與古環(huán)境感應體特點:時間尺度長,分布地區(qū)廣泛,能揭示長時間尺度的全球變化歷史,但記錄不規(guī)范、連續(xù)性差,記錄混雜,需要提取、鑒別才能使用。3、環(huán)境屬性信息提取信息源可提取信息賦予圈層主要類型物理化學生物人類文化巖石圈:沉積物與地貌形態(tài)
14、黃土與古土壤粒度、磁化率、土壤類型、土壤微形態(tài)同位素、化學(常量和微量)元素蝸牛、植物硅酸體、孢粉、C3/C4植物比例、大化石、昆蟲、有機質文化層深海沉積風成碎屑物含量、粒度同位素微體生物化石冰雪圈冰芯冰雪累積量、塵埃含量同位素、化學元素、大氣成分有機氣體、有機物、孢粉生物圈樹木年輪密度同位素、化學元素寬度(徑向生長量)人類圈文獻記錄自然災害、河湖水系、位置水況動植物類型、分布、物候土地利用方式、農(nóng)事活動、收成、社會經(jīng)濟狀況、文學藝術、風俗習慣、人口與聚落4、空間和時間位置信息(宙代紀世)14C年代測定;古地磁測年;地質年代表5、重建過去全球變化的主要步驟對全球變化信息的識別與提??;對過去全球
15、變化的證據(jù)進行標定與核對;過去全球變化的整體或部分地復原。第二節(jié) 全球變化的動態(tài)監(jiān)測1、觀測系統(tǒng)全球氣候觀測系統(tǒng)(GCOS);全球海洋觀測系統(tǒng)(GOOS);全球陸地觀測系統(tǒng)(GTOS)。2、觀測內容地球系統(tǒng)外部能量;重要微量氣體;大氣變量;地表性質;海洋變量;地球物理變量3、觀測的技術手段空基觀測:衛(wèi)星、航天飛機陸基和?;^測:氣象觀測第三節(jié) 全球變化的模擬按照模式適用空間的大小可把模式分為全球模式、區(qū)域模式、局地模式等不同空間尺度的模式。模式的作用之一是可以幫助把小尺度的觀測和試驗結果推廣到區(qū)域乃至全球尺度。當建立在小尺度上的模式向更大的空間拓展時,需要進行尺度放大(scaling up);
16、同樣,當全球模式應用到區(qū)域尺度時需要進行尺度細化(scaling down)。1、氣候模式、模擬氣候模式:是由一組特定的熱力學和動力學方程組成的具有一定邊界條件和初始條件的“數(shù)學-物理模型”,是用數(shù)學方法對某些特定時空尺度的氣候系統(tǒng)演變的物理描述。氣候模擬:利用氣候模式對氣候與氣候變化的事實、規(guī)律及未來可能發(fā)生的變化進行研究。2、生態(tài)模式與植被和生態(tài)動力學模擬3、C循環(huán)模式碳循環(huán)模式由大氣碳傳輸模式(ATM)、海洋碳循環(huán)模式(OCCM)和陸地生物地球化學模式(TBM)組成,OCCM和TBM分別與ATM耦合。4、氣候變化評價模型第五章 全球自然環(huán)境的形成與演化第一節(jié) 主要圈層的演化始于45億年,
17、地球和地外天體的碰撞的意義:月球的出現(xiàn)成為地球最大的潮汐引力場;地軸的傾斜導致了地球上的氣候形成季節(jié)性變化。1、地殼的演化原始地殼的形成與破壞階段漫長的陸殼增生階段以大陸合并與解體為特征的板塊運動回旋階段2、大氣、海洋的演化原始大氣(H2、CO、CH4)第二代大氣(還原性,CO2、H2O、N2、O2)成鐵時期第三代大氣(氧化性,O2、CO2)3、生命的進化化學進化階段(4038億年前,化學過程)細胞進化階段(387億年前,細胞內部結構、生理過程進化)真核細胞起源多細胞復雜生命進化(7億年前以后,組織器官結構、功能適應進化)4、生物大滅絕事件寒武紀末泥盆紀末二疊紀三疊紀之交 最大滅絕三疊紀末白堊
18、紀末(1/3生物滅絕,鱷魚、蛇、鬼、蜥蜴殘存)5、生態(tài)系統(tǒng)的演化及生物-環(huán)境的相互作用地球上生命的發(fā)展演化遵從“適者生存”的自然法則,受環(huán)境條件的制約,當某種生物對環(huán)境的變化不能適應時,就可能衰落乃至滅絕,被更能適應環(huán)境的新物種所替代;生命也以驚人的程度參與著地球表層環(huán)境的演變,極大影響這地球的演化進程和演化反向,甚至使地球的大氣圈、水圈和地球巖石圈發(fā)生不可逆的改變第二節(jié) 全球自然環(huán)境的演化分為5個演化發(fā)展階段:(1)無機自然地理環(huán)境(4538億年前)生命出現(xiàn)以前地球物質分異作用;原始地殼形成與破壞;原始大氣被還原性大氣取代;地月系統(tǒng)形成(2)古海洋自然地理環(huán)境(384億年前)海洋生命繁盛無生
19、命系統(tǒng)有生命系統(tǒng)(板塊、O2、真核);生命可居住環(huán)境形成(三葉蟲、無脊椎動物);海洋生命繁盛(鈣殼生物)(3)古自然地理環(huán)境時期(42.25億年前)陸地生命發(fā)展斑塊碰撞、大陸升起(4)過渡時期(2.250.65億年前)被子植物、昆蟲繁盛白堊紀末生物大滅絕(5)現(xiàn)代自然地理環(huán)境時期(0.65至今)現(xiàn)代化、多樣化顯現(xiàn)于第三紀,形成與第四紀。成因:板塊運動;新生代衰落。第六章 新生代衰落與第四紀全球變化第一節(jié) 新生代衰落新生代衰落:新生代包括第三紀和第四紀,歷時65Ma。新生代期間,環(huán)境呈變冷、變干的趨勢性變化,稱為新生代衰落。新生代衰落導致了第四紀冰期的出現(xiàn)。1、降溫與第四紀冰期的來臨始新世末期事
20、件:始新世末期前后有一次重要的急速變冷事件,對全球生物界造成重要影響。Messinisn事件:晚中新世地中海盆地中的蒸發(fā)作用導致水位進一步降低,鹽分濃縮,最終形成巨厚的蒸發(fā)礦床。2、旱化趨勢非洲板塊北移南北極大冰蓋形成青藏高原隆起3、自然地帶分異的復雜化第二節(jié) 第四紀冰期-間冰期變化寒冷的冰期和相對溫暖的間冰期是第四紀的2種基本狀態(tài)。冰期-間冰期變化:周期性的冷暖環(huán)境交替轉換,幅度達10以上。1、特征:轉化過程的不對稱環(huán)境要素變化的協(xié)同性狀態(tài)轉換過程的時滯現(xiàn)象快速轉換事件2、快速轉換事件Heinrich事件:地質學家Hartmut Heinrich(1988)發(fā)現(xiàn)北大西洋末次冰期期間的沉積中普
21、遍存在6次大的冰漂碎屑沉積事件,反映了6次較大的冰山崩塌融化過程。D-O顫動:冰期期間存在數(shù)次短期變暖事件。新仙女木事件:11KaBP前后的強變冷事件,溫度在數(shù)百年內土壤下降6,使氣溫回到了冰期環(huán)境,持續(xù)時間1000年左右。根據(jù)八瓣仙女木花粉而命名。第三節(jié) 冰期-間冰期之間的轉換機制1、冰蓋與海冰反饋2、大氣溫室氣體的反饋與氣溶膠反饋3、大洋傳送帶的變化4、火山活動的作用第四節(jié) 最后冰期最盛期的環(huán)境1、全球性降溫和冰蓋擴展2、西風帶加強與中高緯度自然帶退縮3、全球海面下降與海洋過程變化4、全球干旱化與環(huán)境重大改變第五節(jié) 人類的演化與環(huán)境1、人類的出現(xiàn)與發(fā)展前人(古猿,4MaBP)能人(2.4M
22、aBP)直立人(2MaBP) 早期智人(0.2MaBP) 晚期智人(0.1MaBP)前人(古猿):能直立行走,以野生植物和動物腐尸為食,和其它動物沒有嚴格區(qū)別,競爭也不占優(yōu)勢。能人:能完全在地面上生活。能制造非常簡單的工具。(奧杜威文化:最早的石器是在非洲發(fā)現(xiàn)的,可能是能人制造的,它們是用經(jīng)簡單打制的礫石制成的。)直立人:能夠制造石器工具、并利用工具獲取食物,創(chuàng)造了利用工具從自然界捕獲和采集食物的生存能力。早期智人:能夠制造更為復雜的復合工具系統(tǒng)。晚期智人:解剖結構上的現(xiàn)代人。2、采集-狩獵者對環(huán)境的影響氣候變化論:更新世末期的大型哺乳動物滅絕的原因是這些動物不能適應環(huán)境變化。更新世濫殺:人類
23、作為狩獵者,是造成了當時動物滅絕的罪魁禍首。第七章 全新世及近2000年的全球變化第一節(jié) 全新世的氣候變化與環(huán)境的響應新仙女木事件之后,氣候迅速變暖,最后冰期結束,進入全新世的間冰期。1、氣候變化早期增暖(和現(xiàn)在相當)中期的全新世暖期(較現(xiàn)在高23)晚期的變冷(和現(xiàn)在相當)2、冰川與海洋狀況變化冰蓋消融海平面上升、降水增加3、湖泊演變與河流調整(湖泊數(shù)量增加、面積擴大;河流流量上升,面積上升)4、植被遷移與演化(擴展、回歸)從時間上看一個地點的植被類型的演替從空間上看植被分界線的遷移、植被空間的分布格局第二節(jié) 全新世人與環(huán)境的相互作用1、海岸地區(qū)環(huán)境演變的影響與人類的適應2、撒哈拉地區(qū)畜牧業(yè)文
24、化的興衰3、農(nóng)業(yè)革命及其對環(huán)境的影響“新石器革命”理論:認為環(huán)境的惡化所造成的事物短缺導致了農(nóng)業(yè)的產(chǎn)生。農(nóng)業(yè)進步不僅受到環(huán)境變化的影響,同時反過來也造成環(huán)境的改變。4、文明古國興衰和游牧文化興起的環(huán)境背景氣候惡化文明古國衰亡游牧業(yè)文化是適應于干旱和地勢起伏環(huán)境的一種生產(chǎn)方式。第三節(jié) 2000年來環(huán)境變化及其影響1、中世紀溫暖期和小冰期在過去的1000多年里,溫度波動達12左右,降水變化幅度為1020%,其間出現(xiàn)了中世紀暖期和小冰期。中世紀暖期:在1000AD前后,歐洲的部分地區(qū)、北美和北大西洋等地區(qū)經(jīng)歷了一個較現(xiàn)代相對溫暖的時期。小冰期:是指發(fā)生在過去幾個世紀里的冰川重新前進、通常也是溫度降低
25、的時期,起于16世紀早期,終于19世紀中后期。2、人類活動對環(huán)境的影響人類活動:農(nóng)業(yè);畜牧業(yè);狩獵;城市消費、工業(yè)生產(chǎn)需要造成影響:森林破壞;區(qū)域/局地環(huán)境(濕地、沼澤)改變;土地退化、土壤侵蝕;動物數(shù)量下降;大氣、水、土地污染3、歷史時期氣候變化的影響與人類的適應第八章 近現(xiàn)代全球變化第一節(jié) 全球氣候系統(tǒng)的變化氣溶膠(aerosol):由固體或液體小質點分散并懸浮在氣體介質中形成的膠體分散體系,又稱氣體分散體系。陽傘效應:強火山爆發(fā)能在平流層下部形成一個持久的含有硫酸鹽粒子的氣溶膠層,它們存留在平流層中增加了大氣的反照率,因而減少了到達地面的直接太陽輻射,進而導致溫度下降。1、大氣圈組成成分
26、的變化改變大氣成分的途徑:工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活活動(化石燃料、化肥、制冷劑);土地覆蓋變化(森林破壞);某些化學物質排放(氟利昂)。大氣成分變化的表現(xiàn):使一些大氣成分增加(CO2、CH4、SO2、CO);使一些大氣成分減少(O3);改變一些大氣成分(酸化);向大氣增添人工合成成分(氟利昂)。2、溫度和降水變化(1)溫度:時間、空間上變化時間:20世紀前40年、最近20年增溫明顯;冬春季增溫多,夏季不明顯;夜間增溫快于白天。空間:中高緯度陸地升溫明顯;南半球升溫更明顯;對流層中下層升溫,對流層上部、平流層冷卻。3、氣候變化的自然原因太陽輻射(可能貢獻了1/31/2)火山噴發(fā)(塵埃、氣溶膠氣壓、氣溫,
27、直接輻射)厄爾尼諾南方濤動(使某些地區(qū)云雨增加或減少,從而造成洪災或旱災等)海平面變化(現(xiàn)代平均海面存在輕微上升的趨勢,1015cm/a)4、海平面變化第二節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的變化1、森林生態(tài)系統(tǒng)的變化(面積和木材蓄積量下降)(1)原因:農(nóng)牧業(yè)墾殖;木材需求;薪炭用材(2)后果:區(qū)域性影響:坡地侵蝕加劇;洪水災害多發(fā);地表氣溫上升;降水增加;河流含沙量增加;全球性影響:大量植物種滅絕;森林CO2匯功能減弱或消失;大氣微塵粒增加,影響氣溫和水;流域上流侵蝕、中下游堆積作用增強,改變地球固體物質循環(huán);通過蒸發(fā)、降水、徑流過程影響水分循環(huán)2、生物多樣性的變化(不斷下降)(1)原因:狩獵(過去);環(huán)境污染;
28、生物棲息地縮小、毀滅;全球氣候變化(2)后果:植物遺傳基因庫減少,影響農(nóng)林業(yè);經(jīng)濟、醫(yī)藥價值損失;影響到人類生活生產(chǎn);美學上的缺憾3、荒漠化(面積擴展)原因:降水降少;氣候變暖;風速增高,風蝕加強;大規(guī)模農(nóng)牧業(yè)第九章 未來全球變化及其影響第一節(jié) 全球氣候變化預測1、溫室氣體濃度上升。取決于人類排放量;海洋對C的吸收;陸地生物圈對C的吸收。2、增溫的預測高緯增溫幅度比低緯高;中國增溫幅度比其它同緯度國家低。3、降水或土壤水分的預測存在很大不確定性。預測方法:氣候模型;歷時類比;動力分析。第二節(jié) 全球氣候變化的可能影響1、對陸地生態(tài)系統(tǒng)的可能影響喬木、草本植物響應速度不一致(草快速適應,而樹木慢導
29、致森林面積下降)土壤形成緩慢,會出現(xiàn)不穩(wěn)定的奇特過渡景觀植物種更新和遷移速率跟不上環(huán)境步伐,遷移受阻,滅絕速度加快。2、對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響評估相當困難。一般認為有利也有弊,對不同地區(qū)的影響差別很大。3、對淡水資源的影響徑流量在高緯地區(qū)和赤道地區(qū)一般增加,而中緯地區(qū)一般減少;季節(jié)流量分配不同。春汛減弱,更多徑流出現(xiàn)在冬半年;人口增加以及城市化加大水的需求。第三節(jié) 全球海平面變化及其可能影響1、海平面變化的預測(上升)CO2地表氣溫冰川消融、海水熱膨脹海平面2、可能的影響(陸地面積降少、入侵淡水)最易影響地區(qū):歐洲低地各國、孟加拉國、熱帶大洋島國第四節(jié) 未來全球變化的復雜性與不確定性1、已明確的問題
30、自從工業(yè)革命以來,大氣CO2和CH4含量一直在升高。古氣候資料表明,在過去的25萬年中,CO2和CH4含量的長期變化與溫度呈高度正相關聯(lián)系。表明它們曾作為有效的強迫因子參與了冰期與間冰期全球氣候變化。理論研究和模式模擬證實,大氣CO2和CH4含量增加確能引起全球平均地面氣溫升高。根據(jù)古氣候類比方法,在全球變暖的情況下,美國中部平原和加拿大草原將趨于干燥,北非撒哈拉沙漠的南緣、印度次大陸和中國東部季風區(qū)降水量可能會增加。一般認為,近百年來全球海平面上升是由于同期的升溫引起的。末次冰期和冰后期初期北大西洋地區(qū)發(fā)生了劇烈的氣候突然變化。2、尚不清楚的問題對CO2排放量及CO2被植物和海洋吸收的估計。本世紀全球的增溫是否確由CO2在大氣內的增加引起的。氣候模式本身的缺陷。3、全球氣候變化的特點:復雜性和不確定性;氣候變化的地域差異;氣候變化的速率問題第十章 全球變化對中國的影響及其響應和全球其它地區(qū)具有一致性,但也有自己的特征:與第三紀以來板塊運動相聯(lián)系的青藏高原隆起及現(xiàn)代季風的形成演化與自然帶調整;在全球冰期間冰期旋回變化中表現(xiàn)為以冬、夏季風的彼此消長和邊緣海的大幅度進退為特點;人類活動歷史悠久,自然環(huán)境受人類活動改造最強烈第一節(jié)
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