全球环境变化的主要特征与过程.ppt

地球表层系统作为一个开放体系，太阳辐射、大气成分、大气过程、海陆关系、海洋环流、冰盖、陆地地形、地表组成物质和人类活动等的相互作用，在一个时间序列当中可表现为多层次驱动、响应、反馈、放大等十分复杂的关系。 因此，全球环境变化既会表现出某种周期性变化，又会表现为一些渐变和突变。 一、时间尺度 全球环境变化可划分为5个时间特征（陈效逑, 2001) ?几百万年至几十亿年（地质历史时期） 全球变化事件受地球行星演化规律与进程的控制，如岩石圈板块的运动导致地球上沧海桑田的演变，陆地上的造山运动和造陆运动形成山脉、高原等大的地形单元，大气圈和水圈的形成与演变，以及生命起源与原始人类出现。（不可逆事件） ?全球尺度：空间范围20000km，大约相当于半球至全球尺度。特征事件太阳辐射能分布、大气环流和洋流、温室效应与全球气候变化、臭氧层破坏等。（1a~几十亿a) ?区域尺度：空间范围100~20000km，地域单元有大陆、大洋陆地上的自然地带以及海区。特征事件季风和大型天气过程、海流、厄尔尼诺一南方涛动、岩石围板块构造运动与造山运动、冰期一间冰期交替、气候带与地带性植被一土壤的形成等。(1a~十几亿a） 全球系统中各种事件和过程的时间尺度与空间尺度是相关联的。 一般说来，较大空间尺度的事件和过程，其时间尺度的范围也较大；较小空间尺度的事件和过程，其时间尺度的范围也较小。全球气候变化的空间尺度可达20 000km以上，相应的时间尺度为几十年到百年，而植被冠层微气象变化的空间尺度仅为数厘米到数米，相应的时间尺度是几秒到几分钟。 太阳辐射 太阳活动：黑子和光斑，谱斑、耀斑，日珥等。 阳伞效应： 强火山爆发能在平流层下部形成一个持久的含有硫酸盐粒子的气溶胶层，它们存留在平流层中增加了大气的反射率，因而减少了到达地面的直接太阳辐射，进而导致温度下降，这个影响被称为“阳伞效应”。如1963年3月印度尼西亚巴厘岛的阿贡火山爆发约3个月后，澳大利亚墨尔本的直接太阳辐射减少23%，散射辐射增加1倍， 但散射辐射的绝对值小，所以总辐射减少达6％。一般认为，一次较大火山爆发后一两年，半球或全球平均温度下降0.3℃左右，以后逐渐回升，四五年后恢复正常。北半球的火山喷发往往使全球温度在3个月后产生最大降温，并可影响南半球的气温，但影响时间短。而南半球的火山喷发要在19~20个月之后才产生最大降温、但影响时间长，对北半球影响不大。 人类活动所引起的地球系统的状态和功能的改变，在工业化以来的200多年里急剧加速，在几十至几百年的时间尺度上，人类活动对全球变化的影响与全球变化对人类的影响均极为显著，人类生态系统过程已成为全球变化过程的一个不可忽视的组成部分。 而人类生态系统、土地覆盖变化、污染物排放影响全球生物地球化学循环过程、地球表层系统组成→自然系统功能失调和变化，并通过累积性变化或系统性变化导致全球环境变化。（如全球最高温记录不断打破） 全球环境变化在太阳辐射与活动、地球内部因素与人类活动下，由地球系统中一系列复杂的作用与反馈过程来实现的。 生物循环包括 土壤1580Gt 生物固氮：固氮微生物将大气中的氮还原为氨的过程。这些固氮微生物是与豆科植物有关具有共生关系的细菌与根瘤菌、自由生活的需氧细菌、蓝绿藻。 高能固氮：闪电、宇宙射线、陨星和火山活动等能把少量的气态氮转变成氮化合物的过程。 工业固氮：以气体和液体燃料为原料生产合成氨的过程。 人类对氮循环的干扰： ① 工业固氮：氮肥生产和在农业生态系统中的使用，盈余氮素进入水体，与磷酸盐结合，水体富营养化，形成水华或赤潮。 ②工厂、汽车等燃料燃烧排放NOx进入大气圈，导致大气中硝酸含量增加，与燃煤工业排放的SO2形成的硫酸结合，形成形成“温室效应”，以及酸沉降。 也叫大地假说，基本观点： 地球是由生物因子与非生物因子共同交互作用，所紧密构成的恒定体系。 地球上的生物圈和它的环境构成一个有机整体，地球大气的组成、气温、海水温度、海水pH等都是由生物圈积极调节，是生物圈通过自己的影响使地球的气候环境长期保持在适合自己生存的“稳态”。 三、水循环(P246-252) 水循环是自然界的水在水圈、大气圈、岩石圈（含土壤圈）、生物圈中通过各个环节连续运动的过程。包括：海陆大循环、内陆大循环、海上循环（小循环）。 ③影响全球的气候和生态④塑造者地表形态 补充陆地水体的少量为数很少 ①蒸发②植物蒸腾③降水 陆地循环 ②使地表各圈层之间，海陆之间实现物质迁移和能量交换 携带水量最大的水循环，是海陆间大循环的近十倍 ①蒸发②降水 海上循环 ①维持了全球水的动态平衡，使全球各种水体处于不断更新状态 最重要的水循环类型，使陆地水得到补充，水资源得以再生 ①蒸发②水汽输送③降水④地表径流⑤下渗⑥地下径流 海陆循