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李秀彬 一 全球变化的证据 （一）气候变化：目前主要表现为全球变暖 在北极地区发现了喜爱温水环境的蓝贻贝；该软体动物通常生活在法国和美国东岸之类的温暖水域 挪威斯瓦尔巴群岛附近的海面冰层融化带伸展到了近250年来的最北区域 近年来，居住在加拿大北部的因纽特人行走在海面的冰层上，会发生因冰太薄而掉下去的事件，而从前冰层是非常牢固的； 在北欧的斯堪的纳维亚地区，桦树生长的区域正在向北扩展 武素功发现：长江源头格拉丹东地区的岗加曲巴冰川，1970-90年20年后退达500米；1991到2004年估计冰川大体上退缩了750米，退缩速度提高一倍 中国冰川面积近40年平均减少了7%，目前冰川年融水径流量相当于一条黄河 全球气候变暖的原因：温室气体的增加 一般认为，温室气体特别是CO2增高是全球变暖的主因 但也有不同看法： 5000万年前的始新世：地球气温升高，海水的温度比现在的海水温度平均高出12摄氏度 根据当大气中的CO2水平升高时，植物叶子上的微细毛孔数量成反比下降这一理论，英国科学家通过在不同CO2浓度下生长的银杏树树叶中的CO2碳含量同始新世时期地球上的银杏树树叶化石进行对比，发现 5000万年前地球上的CO2浓度同今天无差别 因此，认为导致气温升高的真正原因是：甲烷、臭氧和氧化亚氮（俗称笑气）气体的增加。 温室气体的含量与作用 温室气体 包括CO2、CH4、N2O、CFCs（ 氟氯化碳）、O3，只占大气组成的1%；还有H2O（约1%） 靠吸收地面红外辐射起到增温作用 没有温室气体，地表温度-18℃；目前温度15℃，温室气体增温 33 ℃ 各种温室气体增温作用的相对大小 CO2: 60% CH4: 15-20% N2O, CFCs, O3: 20% 格陵兰：10年间突然降低5度（8600年前）和15度（ 11600年前） 温室气体的变化：大气CO2浓度增加的纪录 根据美国冒纳罗亚气象台的记录显示： 最近大气中二氧化碳平均浓度达到379PPM，比一年前上升了3PPM，创下历史新高； 而去10年中大气二氧化碳含量年平均增长幅度为1.8PPM； 50年前，大气二氧化碳含量平均每年仅增1PPM。 有关研究显示，在人类尚未进入工业化时代和大规模使用矿物燃料之前，地球大气中的二氧化碳浓度保持在280PPM左右 由联合国环境规划署等建立的政府间气候变化专业委员会曾预测说，如果各国不采取行动遏制温室气体排放，大气中二氧化碳浓度到2100年将达到650至970PPM （三）物种的减少 动物正以自然界正常速率的一百至一千倍的速度永久地消失。 在世界范围内，特别是在热带雨林中，动物的生命受到严重威胁。热带雨林只占陆地面积的10％，呈窄的带状分布，其中生活了现生生物的一半以上。 雨林正在以很快的速度消失。在今后的50年中，大部分热带雨林很可能永远消失。如果雨林遭到破坏，多达300万种的大小动物可能随之绝灭。 袋狼是像狼的有袋类，背上有条纹，颌骨很有力。最后一只袋狼死于1936年。 几万年来，它们是塔斯马尼亚岛的主要捕食动物。但是当英国人在这个澳大利亚岛屿定居后，他们为了养羊而砍倒了大片森林。袋狼捕食羊，牧场主就向它们开火。随着供它们栖居的荒野变小，袋狼消失了。在世界各地，其他岛屿上的捕食动物也遭到了类似的命运。 二 全球变化的预测 气候变化的影响 雪被和冰被 卫星资料显示，1960年代末以来，全球雪被面积很可能减小了10%； 地面观测显示，20世纪北半球中高纬度地区湖泊和河流封冻期很可能缩短了半个月； 极地以外的高山冰川在20世纪出现广泛的消退现象； 1950年代以来，北半球春夏海冰范围减小了10-15%。最近几十年，北极海冰的厚度在夏末秋初可能减薄了40%。 海平面上升，海洋热储增加 20世纪全球平均海平面上升了0.1-0.2m； 1950年代以后海洋热储增加 四 地球系统科学：全球变化的科学 定义：将大气圈、岩石圈、水圈和生物圈作为一个相互作用的系统看待，研究其间的物理的、化学的和生物的过程，特别是人类活动诱发的全球变化，从而提高人类认识和预测全球变化的能力。 侧重点：各圈层间的相互作用、生命支撑能力 方法：系统的、多尺度、多学科/跨学科手段/视角；空间观测手段 地球系统科学的起因 多学科研究的深入对综合的要求：地球各部分之间的全球联系在上个世纪才得到公认。本世纪随着各学科探索的深入，某一学科的发展对其他学科知识和方法的需求越来越大。 对人类活动作用于全球变化的关注：在几百万年甚至更长的时间尺度上，地球的演化是由超出人类控制的自然因素作用的结果。但人类活动造成的环境变化越来越明显。为了认识和预测由人类的行为所造成的后果，必须首先认识地球系统本身的运转状况。 遥感等技术的进步使全球性研究成为可能：卫星和