全球变化课件08 近现代全球变化.ppt

第八章 近现代全球变化 主要内容 第一节 全球气候系统的变化 第二节 生态系统的变化 第一节　全球气候系统的变化 近现代的物理气候系统变化基于各种观测资料的基础上，数据精确程度比代用资料高。 然而，由于时空尺度的局限，却给问题的认识带来困难。 如： 某些大范围、大幅度的变化放在较长时间尺度上看可能只是自然界的正常振动，而不是真正意义上的“变化”； 全球变化响应在区域上表面上看来是纷异复杂的差异，这种地区性现象却有可能是某种真正的全球变化的不同表现。 第一节 全球气候系统的变化 1.1大气圈组成成分的变化 1.2温度和降水变化 1.3气候变化的自然原因分析 1.4海平面变化 1.1大气圈组成成分的变化 大气圈由于自然与人为因素的干扰处于不断变化之中。 大气成分的变化实际是地球系统的生物地球化学循环受到某种破坏的表现。 人类对全球大气成分的变化负有十分重要的责任。 1.1 大气圈组成成分变化 人类活动改变大气成分的三个途径： 通过工农业生产、生活过程中的人为排放； 由土地覆盖变化而改变与大气交换的比例； 人为排放到大气中的某些化学物质在大气中产生一系列化学反应，改变大气中原有的平衡。 人类活动造成的大气成分变化主要表现在四个方面： 使一些成分的含量增加，如CO2、SO2、CO、N2O、CH4等； 使另一些大气成分含量减少，如O3； 改变一些大气成分性质，如大气中水的酸化； 向大气中增添人工合成的成分，如氟利昂。 温室效应和全球变暖 全球增暖的表现 温室气体、温室效应 全球增暖的直接证据 全球地面平均气温与14世纪相比升高0.6℃±0.2 ℃(比1995年评估报告大了0.15 ℃)。 新的分析表明,二十世纪(1900年开始)是过去的1000年间最暖的世纪,90年代又是最暖的十年,98年是最暖的年份。 全球增暖的间接证据 雪盖和海、陆冰 雪盖和陆冰的减少与温度升高正相关，卫星观测表明雪盖范围自1960年代末减少了10％。 北半球海冰量减少显著（ 50年代以来,北半球春夏的海冰范围后退10－15% ），但南半球海冰量无显著变化趋势。 根据近地层资料,年平均江湖冰冻期缩短两个星期。 无霜期延长了约两个星期 海平面 验潮站观测表明，20世纪海平面以每年1.0-2.0mm的速度升高。 植被生长季 北半球高纬度地区的植被生长季延长了1个星期以上。 温室气体和温室效应 温室气体：那些因特殊的分子结构，能够对红外辐射进行吸收的气体。 温室效应：对到达地球表面的短波太阳辐射近乎无阻挡，但部分地吸收地球表面向外发射的长波辐射，并通过大气的再发射向地面传递能量，使地面温度上升。这一过程类似玻璃温室产生的作用，被称为温室效应。 温室效应原理 观测到的全球充分混合的温室气体含量 CO2 ： 大气中CO2浓度从1750年的280ppm增加到1999年的367ppm，增加了31%， 尚未超过过去42万年和似乎过去2000万年的变化范围。 本世纪的大气中CO2浓度增长率是前所未有的，至少在过去2万年中未出现过。 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。 N2O 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。 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。 HCFCs和HFCs ：CFCs代用品的部分 O3损耗潜能较小； 由于它们的分子中含有一个或多个H原子，所以可通过与氢氧基的反应而被破坏，因而HCFCs的大气寿命较短（从几个月到几十年）； 温室效应仍不可忽视。 观测到的其它有辐射重要性的气体的变化 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0.35±0.2W/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。 大气气溶胶（aerosols） 迄今为止没有统一的定义，普遍采用的定义：指液体或固体微粒均匀地分散在气体中形成相对稳定悬浮体系。 性质 气溶胶