全球变化近现代全球变化 ppt课件

几十年）；
– 温室效应仍不可忽视。
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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。
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。
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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。
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大气中的CO2含量在近200年时间里一直在上升
18世纪以前的CO2变化范围
19世纪到现在 CO2变化
近半个世纪CO2的变化
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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%，
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。
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大气中的主要温室 气体
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温室效应原理
– 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。
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CH4
• 自 15107%50，年现以在来的，浓大度气达中到CH过4去浓4度2万增年长以了来最
高值。
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N2O
• 自1750年以来，大气中N2O浓度以稳定增长了
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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。
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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。
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温室效应和全球变暖 气溶胶的气候影响 臭氧洞
– 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。
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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
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温室效应和全球变暖
• 全球增暖的表现 • 温室气体、温室效应
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全球增暖的表现
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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
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。
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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
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。
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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。
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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
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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
• 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。
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温室气体产生的温室效应能否饱和
刘玉芝、收光谱资料HITRAN 2000，用精确的逐线积 分算法，计算了大气CO2浓度加倍后产生的辐射强迫，研究了CO2温室效应 的饱和度，以及饱和与非饱和的光谱范围。
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温 室 效 应
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温室效应在全球能量平衡中的作用
自然过程控制下的温室效应使得地 表平均温度提高了33°C。
地球表面平均温度： 15°C 月球表面平均温度： -18°C
如果没有温室效应， 生命就不可能存在。
人类活动造成大气中温室气体的急剧增加，从而加强的温 室效应，导致地球系统面临全球增暖的威胁。