全球变化近现代全球变化 课件.ppt

气溶胶的间接辐射强迫 大气气溶胶可作为云的凝结核影响云滴谱进而影响云的反照率以及云的寿命和降水效率来改变地球气候。 北美和亚洲一些最大的云量增长区位于硫酸盐气溶胶排放源的下风方向。欧洲、亚洲东部、南美和非洲工业区的上空常存在浓厚的霾。 气溶胶辐射强迫定量化的主要困难 大气存留时间短 气溶胶的与辐射强迫相关的重要参数及其大的时空变率 粒径、相对湿度变化导致的粒径变化、复折射指数、粒子溶解性…… 粒径(μm) 0.1 1 10 100 沉降速度(cm.s-1) 4x10-6 4x10-5 3x10-1 3x101 在受到的阻力和重力作用达到平衡时的沉降速度 大气臭氧及其气候、环境和生态作用 大气臭氧的分布、变化规律和臭氧洞 平流层臭氧的控制因素和臭氧洞的形成原因 臭氧洞 臭氧的形成 1930年美国查普曼（Chapman）因发现臭氧形成的化学理论而获诺贝尔奖。 O2+hv(240nm)=O+O O2+O=O3 2O3+hv=3O2 实际上，除了查普曼的臭氧去除机制外，更重要的途径是催化反应机制： Y+O3=YO+O2 YO+O=Y+O2 其净结果是：O3+O=2O2 其中Y主要指平流层中的三类物质，即奇氮（NO，NO2）、奇氢（OH，HO2）和奇氯（Cl，ClO)。物质Y破坏了一个臭氧分子，但Y本身并没有被消耗，可以继续破坏下一个臭氧分子。 臭氧的气候、环境和生态作用 平流层臭氧 吸收紫外辐射，保护地面生物和人类 加热平流层大气的主要热源 对流层臭氧 吸收红外辐射，是一种温室气体 作为化学活性气体，对许多大气污染物的转化起重要作用 对人体健康的影响：高浓度臭氧对人的呼吸系统的破坏。UV-B的增加引发眼部疾病、皮肤癌和传染性疾病。 对陆生植物的影响：矮化、农产品质量下降、死亡 对水生生态系统的影响：影响浮游植物的分布（通常在高纬度地区密度较大）等。 对生物化学循环的影响：降低光合作用、促进有机物分解、促进水中溶解有机质的降解等。 对对流层大气组成及空气质量影响：UV-B增加对流层O3和其它氧化剂如H2O2的生成，使一些城市地区的O3超标。而这些氧化剂对人体健康、动植物不利。 臭氧的垂直分布 南极臭氧洞 臭氧洞的含义 臭氧的柱浓度小于200DU，即臭氧浓度较臭氧洞发生前减少超过30%的区域 两个时间段臭氧含量偏离平均值,但在9、10、11月更明显。目前，这种趋势在加强。总之，臭氧总量不断减少！ -10 南极臭氧空洞 NASA Historical Imaging Of The Ozone Holes Rapid Growth Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS) October 14 1980-2000 南极臭氧洞的年际变化趋势 北极地区臭氧的变化 Scientists have not yet observed, on an annual basis, as severe a thinning of the protective ozone layer in the atmosphere over the Arctic. The ozone layer shields life on Earth from harmful ultraviolet radiation. A northern ozone hole could be significant since more people live in Arctic regions than near the South Pole. Unlike the Antarctic where it is cold every winter, the winter in the Arctic stratosphere is highly variable. NASA satellite and airborne observations show that significant Arctic ozone loss occurs only following very cold winters. 中纬度和热带地区臭氧的变化 由于火山活动的影响，南北纬20o－60o之间地区的大气臭氧总量存在少量的减少；未发现20oN－20oS之间地区的大气臭氧总量发生变化。 “青藏高原臭氧低谷” 人类活动的影响 CFCs和氮氧化物等臭氧层消耗物质的作用 The very thing that makes Ozone good for filtering UV radiation makes it easily destroyed: it is very unstable CFCs等破坏臭氧层的光化学过程 （在