第三章全球变化研究的理论与方法
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气候变化: 全球变化研究是以地球系统科学作为指南,从行星地球整体角度出发,将地球的大气圈、水圈(含冰雪圈)、岩石圈和生物圈看成是具有有机联系的全球系统,把太阳和地心作为两个主要的自然驱动器,人类活动作为第三促动因素,发生在该系统中的重大全球变化是在上述力的驱动下,通过物理、化学和生物学过程的相互作用的结果。
全球变化的概念模型在此模型中,全球变化可以分为两个过程体系:物理气候系统和生物地球化学循环。
物理气候系统的子系统主要涉及:大气物理/动力学、海洋动力学、地表的水汽和能量循环;生物地球化学循环的子系统主要涉及:大气化学、海洋生物地球化学和陆地生态系统。
每个子系统都直接或间接地同其他子系统发生相互作用。
驱动全球变化的最终能源是太阳能。
能量和水以各种方式贯穿于整个体系。
同时,人类活动也受到全球变化的制约。
全球变化的研究对象,内容及意义:全球变化属近些年来由于时代的发展、科学的进步,社会的需要情况下,已经形成一门全人类共同关注的世界前沿科学。
它具有多学科交叉的特点,是一门具有很强生命力和新生长点的科学。
全球变化研究涉及的内容不仅是各国科学家关心的问题,也是许多国家政府首脑甚至全世界人类共同关心的问题。
政府和科学家对全球变化反映:A.背景:《京都议定书》1997年12月,149个国家和地区的代表在日本召开《联合国气候变化框架公约》缔约方第三次会议,会议通过了旨在限制发达国家温室气体排放量以抑制全球变暖的《京都议定书》。
B《京都议定书》正式生效,2005年2月16日开始正式生效。
《京都议定书》生效后,二氧化碳减排额还将成为一种商品在世界流通。
C各国对《京都协议》的反映与对策:1表面上是环境问题,实质是经济、能源、政治问题。
2负面影响:·钢铁石化电机冲击巨大:其中电机电子产业中,以发电厂影响最大,电子产业的温室气体排放量并不多。
大型钢铁企业在加入世界钢铁协会时,被要求要进行二氧化碳的削减计划;·半导体产业重大负面:虽排放量相当低,但对地球温暖化的效应,是二氧化碳的数千倍。
第一章绪论环境地质学的研究内容:1.全球变化的研究;2.区域环境地质问题的研究;3.资源开发环境地质问的研究;4.地质灾害研究与防治;5.城市环境地质研究;6.重大工程建设的环境地质研究;7.医学环境地质的研究;8.生态环境的地质研究;9.现代科学技术在环境地质学中的应用研究。
环境地质学的任务:是在分析地质环境组成要素的特征和变化规律的基础上,研究人类活动与地质环境的相互关系,揭示环境地质问题的发生、发展和演化趋势,全面评价地质环境质量,提出地质环境合理开发、利用和保护的对策与方法,为实现人类社会、经济的可持续发展提供了科学依据。
环境地质学的研究方法:1.自然历史分析法 2.地球化学法3.系统分析法4.环境地质制图方法5.模型模拟与预测方法6.环境地质评价方法7.现代科学技术方法第二章环境地质学的基本理论问题地质环境:系指岩石圈层及其表层风化产物,包括地球岩石圈层和表层风化层两部分地质体的组成、结构和各类地质作用与现象。
具有一定空间概念的客观实体,它包含物质组成、地质结构和动力作用三种基本要素。
地质环境的基本特征:地质环境的容量、地质环境的质量、地质环境的相容性、地质环境的反馈作用。
地质环境的容量:某个特定地质空间可能承受人类社会经济发展的最大潜能。
地质环境的评价:1.自然地质条件的稳定性;2.原生地球化学背景;3.地质资源的丰富程度;4.抗人类活动干扰的能力;5.受污染或受破坏的程度。
地质资源:地质环境系统内可供人类利用的一切资源。
地质环境的相容性:地质环境对人类施加的某种干扰的适应性。
自然地质条件的稳定性:自然地质条件是决定地质环境质量的主要因素,其中最重要的有:地质构造的稳定性、地形稳定性、地基稳定性、岩层性质以及地质灾害发育情况。
自然地质作用:是地质动力引起的,两种基本类型的作用——内动力地质作用(构造运动、岩浆运动、地震以及变质作用)和外动力地质作用(风化、剥蚀、搬运、沉积以及成岩作用),推动着地壳的运动和发展。
基础生态学-名词解释基础生态学-名词解释绪论1)生态学(ecology):是研究有机体及其周围环境-包括非生物环境和生物环境相互关系的科学。
2)尺度(Scale):某一现象或过程在空间、时间上所涉及到的范围和发生频率。
3)生物圈(biosphere):地球上的全部生物和一切适合于生物栖息的场所。
包括岩石圈的上层、全部水圈和大气圈的下层。
4)景观生态学(landscape ecology): 研究景观单元的类型组成,空间格局及其与生态学过程相互作用的科学。
(景观是由不同生态系统组成的异质性区域,生态系统在景观中形成斑块(patch))5)全球生态学(global ecology): 研究全球性的环境问题与全球变化。
其主要理论为:地球表面温度和化学组成受地球所有生物总体的生命活动所主动调节,并保持动态平衡。
第一章生物与环境6)环境(environment):某一特定生物体或生物群体以外的空间,以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和。
7)生境或栖息地(habitat): 指特定生物体或群体所处的物理环境。
8)生态因子(ecological factor):环境中对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素。
9)相互作用或交互作用(interaction):生物与生物之间的相互关系。
10)反作用(counteraction):生物对环境的影响,一般称为反作用。
表现在生物的影响改变了环境因子的状况。
11)利比希最小因子定律(Liebig’s law of the minimum):植物的生长取决于处于最小量状况的营养物质的量。
即:每一种植物都需要一定种类和数量的营养物,如果其中有一种营养物完全缺失,植物就不能生存。
如果该种营养物数量极微,就会对植物的生长产生不良影响。
12)限制因子(Limiting factor):在众多的环境因素中,任何接近或超过某种生物的耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖或扩散的因素,叫限制因子。
第一章全球变化:由自然和人为因素引起的、影响地球系统功能的全球尺度的变化。
地球系统科学和全球变化研究变革,四个主要表现:1、地球是一个有机联系的整体2、地球是一个以变化为特征的行星3、人类正在成为全球环境变化的驱动力4、可持续发展观全球变化研究的意义1、全球变化研究是人类社会实现可持续发展的科学基础。
2、深化对地球系统的认识,发展地球系统科学。
3、改变人类的观念、促进应用基础科学和有关社会科学的发展科学内涵体现在三个方面1、以地球系统为基础2、以发生在各种时间尺度上的动态变化为核心3、人类是全球变化的驱动力,也是全球变化影响的承受者主要科学问题变化:地球系统是怎样变化的?驱动力:地球系统变化的主要驱动力是什么?响应:地球系统对自然变化和人类引起的变化是如何响应的?后果:地球系统变化的结果对人类的影响与人类的响应是什么?预测:如何预测地球系统未来的变化?国际全球变化研究的发展趋势①不同尺度的气候变率及其自然与人为原因辨识。
②地球系统各圈层之间及区域之间的相互作用过程。
③人类活动对全球变化的影响。
④全球变化的影响、风险与适应。
⑤全球变化的观测、监测和数据融合。
⑥地球系统模式的研制和改进及全球变化的模拟与预测。
国际全球变化研究的发展趋势①不同尺度的气候变率及其自然与人为原因辨识。
②地球系统各圈层之间及区域之间的相互作用过程。
③人类活动对全球变化的影响。
④全球变化的影响、风险与适应。
⑤全球变化的观测、监测和数据融合。
⑥地球系统模式的研制和改进及全球变化的模拟与预测。
中国的全球变化研究成就:1、建立了一批与全球变化研究相关的研究机构和基地。
2、形成了一支颇具规模的研究力量3、初步构建了全球变化观(监)测网络框架4、发展了气候系统模式及其分量模式5、取得了一批有国际影响的全球变化科学研究学术成果未来我国全球变化研究的方向与任务。
1、全球变化的事实、过程和机理研究。
2、人类活动对全球变化的影响研究。
3、气候变化的影响及适应研究。
第一章绪论第一节环境地质学的研究对象、内容与分科一、环境地质学的研究对象与任务随着地球环境的日益恶化和自然灾害的频繁发生,人们己经意识到所有的环境问题都与地质环境密切相关。
一方面,大地构造循环、岩石循环、地球化学循环、水循环对大陆与海洋的分布和全球性气候变化起着决定性作用,控制着地貌、岩石、矿物、土壤、水体的空间分布;另一方面,人类的生存离不开地质环境,人类活动又在改变着地质环境。
人类与地质环境之间存在着相互作用、相互制约的密切关系。
环境地质学是地质科学中一门新兴的分支学科,也是环境科学的重要组成部分。
它是应用地质科学、环境科学以及其他相关学科的理论与方法,研究地质环境的基本特性、功能和演变规律及其与人类活动之间相互作用、相互制约的关系的一门学科。
其研究对象是人类社会与地质环境组成的复杂系统。
环境地质学的任务是在分析地质环境组成要素的特征和变化规律的基础上,研究人类活动与地质环境的相互关系,揭示环境地质问题的发生、发展和演化趋势,全面评价地质环境质量,提出地质环境合理开发、利用和保护的对策与方法,为实现人类社会、经济的可持续发展提供科学依据。
二、环境地质学的研究内容环境地质学属应用地质学,研究内容十分广泛,一切与人类有关的地质环境问题都属于环境地质学的研究范畴。
但迄今对其所应研究的内容尚无统一认识。
概括起来,其主要内容应包括下列几个方面。
1.全球变化的研究全球变化研究是环境地质学研究的基础性研究工作,海洋一大气一陆地相互作用与水循环研究、元素迁移的环境地球化学研究、过去事件和作用过程的高分辨率研究、陆地生态系统对全球变化的响应、地表过程及其环境效应、晚更新世以来地质环境演化与未来生存环境变化趋势预测、人类活动对全球变化的影响等问题的研究已受到国际地学界的普遍重视。
2.区域环境地质问题的研究区域地质环境调查、评价和预测,是环境地质学研究最基本的内容之一,也是环境地质工作服务于国土整治和环境保护的基本手段,主要包括区域地质环境背景值调查、地质环境质量现状综合评价、不同比例尺的环境地质填图、各种环境地质问题的调查与研究。
全球变化之全球变化科学导论(大气所考博真题知识点归纳)XXX《全球变化科学导论》要点总结第一篇全球变化研究的基本问题第一章全球变化科学产生的背景及其研究内容及意义1、什么是全球变化?其产生背景?答:全球变化作为一个科学术语和一门交叉学科,是随着全球环境问题的出现和人类对其认识程度的不断深化而提出并发展起来的。
全球变化科学的精髓是系统地球观,强调将地球的各个组成部分作为统一的整体来加以考察和研究,将大气圈、水圈、岩石圈和生物圈之间的相互作用和地球上的物理的、化学的和生物的基本过程之间的相互作用,以及人类与地球之间的相互作用联系起来进行综合集成研究。
即全球变化科学是研究作为整体的地球系统的运行机制、变化规律和控制变化的机理(自然的和人为的),并预测其未来变化的科学。
它研究的首先是一个行星尺度的问题——将大气圈、水圈(含冰雪圈)、岩石圈和生物圈看成是有机联系的全球系统,把太阳和地球内部作为两个主要的自然驱动器,人类活动作为第三种驱动机制。
发生在该系统中的全球变化是在上述驱动力的推动下,通过物理、化学和生物学过程相互作用的结果。
全球变化科学是在时代发展、科学进步、人类活动的强烈影响和社会需要的背景下产生的,主要表现在以下几个方面:(1)硬件条件。
在20世纪末,全球国际性应用的探测器和预测预报系统已有约1000个高空站、个气象站、3000个飞行器、7000艘充气船、500个浮标、长期立体动态信息库,还有全球海洋观测系统、全球陆地观测系统、全球气候观测系统。
(2)由于强烈的人类活动和社会经济的飞速发展,目前在环球范围内产生以下十大情况问题,急需国际社会合作共同解决。
主要有大气污染、温室气体排放和气候变暖、臭氧层破坏、土地退化、水资源匮乏和水体污染、海洋环境恶化、森林锐减、物种濒危、垃圾成灾、人口增长过快。
(3)从人类社会文明发展看,全球变化科学的产生是历史进程的必然。
(4)从历史发展角度看,全球变化研究有其科学思想的代表。
全球化复习资第一章:全球变化科学产生的背景1.硬件条件2.社会需求(1)大气污染(2)温室效应(3)臭氧层被破坏(4)土地沙漠化(5)水的污染(6)海洋环境恶化(7)森林锐减:(8)物种濒危(9)垃圾成灾(10)人口增长过快一、全球变化科学研究的主要内容(1) 研究地球系统复杂的多重相互作用的机制,是目前全球变化最主要的研究内容。
(2) 分析地球系统各种尺度的变化规律和控制这些变化的主要因素。
(3) 建立地球系统变化的预测理论方法。
(4) 提出全球资源和环境科学管理的方法。
三、全球变化科学内涵全球观点全球尺度,所有时间过程,人类的作用四、全球变化科学研究的主要意义1.全球变化研究是人类社会实现可持续发展的新的科学举措2.有利于深化对地球系统的认识,促进地球科学、应用基础科学和社会科学的共同发展3.推动世界科学进步第二章7、全球变化的主要过程(1)气候系统与水文循环过程地球表面的能量收支平衡与温室效应,决定了气候系统的加热率。
影响因素有三:到达地球的太阳辐射能:太阳辐射强度、地球轨道要素;地球的行星反射率:云、冰雪、植被等;进入地球系统中的太阳能在其中滞留的时间:某些微量气体,其与温室效应相联系大气和海洋环流,水文循环与气候系统中的反馈过程水循环过程:控制地球温度和云层的形成、输送和消散,及其与太阳辐射的关系;气候过程:控制着陆、海表面和大气的相互关系,引起气候系统中一系列重要的反馈过程。
水汽反馈:总体为正云辐射反馈:可正可负冰雪圈反馈:大气热量平衡中的冷却作用,正反馈海洋的反馈:对大气运动和气候系统有重大影响(2)固体地球系统与岩石圈循环过程板块运动过程,陆上风化与侵蚀堆积过程,海洋沉积过程(3)生态系统与生物地球化学循环过程生态系统的结构和功能,生物地球化学循环过程(水循环,气体型循环,沉积型循环),全球碳循环(4)人类生态系统与人类活动过程。
人类生态系统的构成(组成:自然生态系统、人化自然生态系统、人工自然生态系统)人类生态系统中的物质、能量流动,根据人类开发利用自然环境方式的不同,人类生态系统存在着三种类型:采集-狩猎系统、农业系统、工业城市系统。