环境污染与全球变化修改.ppt

环境污染与全球变化,南非开普敦大气污染,煤炭燃烧可产生大量有害物质，中国的大气污染主要是由于使用煤炭作为能源而产生的，这种污染叫做结构性污染。我国的能源结构以煤炭为主，石油、天然气占比重较小，短期内改变这种污染困难很大。,河流上游的污染,宁夏南部山区水库的水体污染,厦门市海域各排海途径污染物入海量,海洋污染的主要来源（1990）,生活垃圾,白色污染,工业废渣,全国水土流失总面积达356万平方公里（2002年）,土地荒漠化,全球变化 “全球变化”（Global Change）一词首次出现于20世纪70年代，为人类学家所使用。当时国际社会科学团体使用“全球变化”主要表达为人类社会、经济和政治系统愈来愈不稳定，特别是国际安全和生活质量逐渐降低这一特定意义的。,80年代，自然科学家借用并拓展了“全球变化”的概念，将原先的定义延伸至全球环境，即将地球的大气圈、水圈、生物圈和岩石圈的变化纳入“全球变化”范畴，并突出地强调地球环境系统及其变化。,地球环境系统的变化是指表征这一系统的某些关于人类生存的要素出现了异常变化，如大气中温室气体的增加而导致的全球变暖，森林锐减造成的物种减少，土地退化和淡水资源短缺等等；并且由于某一要素的变化，进而使得全球尺度的环境变化。最能说明问题、且被经常引用的例子是酸雨和森林毁坏，它们的变化导致了生物圈的变化，从而降低了地球上生储存CO2的能力，破坏了碳循环。,因此，当今的“全球变化”一词被理解为“地球环境系统的变化”，其中“变化”具有“恶化”或“有恶化趋势”的含义，“地球环境系统”则因人类与环境密不可分，涵盖了相关的人类社会的经济内容。,全球变化的理论基础是地球系统科学（Earth System Science），它是研究地球系统各组成部分之间的相互作用，发生在地球系统内的物理、化学和生物过程之间的相互作用，以及人与地球系统之间的相互作用的一支新兴学科。它以整个地球为研究对象，但并不是一门凌驾于所有地球科学、环境科学和宏观生物学之上的“超级学科”，而是以学科之间的交叉地带作为其主要研究领域的一门交叉学科。,广义来说，全球变化学的研究内容包括全球气候变化和地圈-生物圈相互作用这两个部分，也就是世界气候研究计划（WCRP）和国际地圈-生物圈计划(IGBP)这两个最大的国际计划的研究内容。前者着重于地球系统的物理特征，后者着重于地球系统的生物学特征及其与气候的相互作用。,全球变化研究是20世纪80年代以来国际科学界所组织的意义深远、规模最大的一项合作研究计划，涉及地球科学、宏观生物学、天体科学、遥感技术等众多的自然科学和社会科学学科领域，具有高度综合和交叉学科研究的特点以及跨世纪的影响，代表了当今世界科学的发展趋势，吸引了全世界众多的科学团体和科学家的积极参与。,过去全球变化记录: 深海沉积 冰芯 黄土 树轮 石笋 珊瑚,黄土,古土壤,暖室期,冰室期,两极无冰,单极有冰,两极有冰,地球表层的不同状态,地球的冷暖变化,陆地1/3被冰盖覆盖 北半球冰盖厚23km，甚至4km 海平面下降120m 年平均气温下降8C 大气CO2浓度180ppm,二万年前大冰期,现在查明，第四纪有将近 三十次冰期，早期四万年一次， 晚期十万年一次，而阿尔卑斯 “四大冰期”只是其中的最强者。,- 这样的大冰期 有过多少次？ - 冰期的出现 有没有规律？ - 引起冰期的 原因何在？,一类涉及气候的外部系统，主要是地球接受太阳辐射的多寡。 1）太阳辐射说认为，太阳辐射的输出量发生过周期性变化，或认为星云周期性的遮蔽了阳光，减少了到达地球的太阳辐射量。 2）轨道变动说认为，即使太阳输出的能量不变，随着地球轨道几何形态的周期性变化，地球上不同纬度不同季节所吸收的太阳能量也会发生周期性的变化。 3）尘埃说认为，大量火山爆发时，火山灰吸收和散射阳光会导致气候变冷。 4）地磁场变动说认为，气候波动与地磁场强度变化及地磁倒转有关。,另一类涉及地球气候系统的某些内部因素及其反馈作用。 1）先热后冷说认为，当暖流进入北极地区时，会导致降雪量增大，形成冰盖，并伴随着海平面下降；冰雪反射使气候变冷，也会减少降雪量导致冰盖后退，融化的冰水使海平面回升，暖流可再度进入北极区使冰盖扩大。 2）造山运动说认为，山地抬升至雪线以上形成冰川，进而通过反射率升高使气候变冷（高迪，1977）。 3）CO2的温室效应说认为，藻类等植物大量繁殖，消耗CO2引起冰期来临；而CO2的耗竭和温度下降使植物死亡腐烂，又会导致CO2重新积聚，进而引起气温上升。近年来，通过测定极地冰芯气泡中的CO2含量，发现冰期、间冰期大气中的CO2的含量约为200ppm，比间冰期的含量低100ppm左右。不过CO2的减少可能不是导致冰期的起因，而是冰期带来的后果（与海洋化学的一系列变化有关）。但当某种初始原因激发了气候的变化时， CO2含量的变化将会加剧和促进气候的变化（Broecker,1982）,太阳辐射 短波,地面反射 长波,现代地球表层系统的能源： - 99.998%来自太阳 - 0.002%来自地球内部 太阳辐射能集中在低纬区， 向高纬区输送,北大西洋海冰 附近海水因咸、 冷而下沉,大洋传送带: 将 北半球高纬信息 传至全球,南极冰芯的 分析，已经证明 大气温室气体和 冰盖变化一致,古大气中 CO2浓度 的证据 冰芯 中的气泡,深海,冰芯,黄土,四十万年来的气候旋回,其上升气流形成三大环流,“西太平洋暖池”区，多年平均表层水温28,厄尔尼诺,造成海水上层结构异常，改变温跃层深度和浮游生物群落（如浮游有孔虫和 颗石藻类）,冰期旋回中 地球气候系统的 双重驱动假说,两种驱动： 冰盖驱动 热带驱动,两种循环： 水(冰)循环 碳循环,其上升气流形成三大环流,“西太平洋暖池”区，多年平均表层水温28,现代全球气候系统的 两大不稳定区：,北大西洋 高纬区： 深层海流,西太平洋 暖池区： 上升气流,Webster, 1994,