全球变化第一章傅妍芳

全球变化,北极呆不下去了，我给你化化妆，去中国吧，这个样子人们会善待你的,你所认为的全球变化是什么？ 我们为什么要研究全球变化？,难以忽视的真相,The Nobel Peace Prize 2007 was awarded jointly to Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) and Albert Arnold (Al) Gore Jr. “for their efforts to build up and disseminate greater knowledge about man-made climate change, and to lay the foundations for the measures that are needed to counteract such change“,剧情简介,难以忽视的真相是一部纪录片，其中揭露了气候变迁的资料并对此做出预测，同时也在电影中穿插了戈尔的个人活动。透过巡回全球的简报发表，戈尔指出全球变暖的科学证据，讨论全球变暖经济和政治的层面，并阐述他相信人类制造的温室气体若没有减少，在不久后全球气候将发生重大变化。 电影包含许多段落是为了反驳认为全球变暖不明显或尚未被证实的人。例如，戈尔探讨了格陵兰或南极洲冰床溶解的风险，可能使全球海平面升高近6公尺，沿海地区将会被淹没，也会让约一亿人因此成为难民。格陵兰冰雪融化后的水盐分含量较低，可能会中断湾流而造成北欧地区气温骤降。 为了解释全球变暖现象，电影引用了对南极洲冰层中心样本（ice core samples）在过去六十五万年间的温度和二氧化碳含量数值的检测。飓风卡特里娜也被用来推论9-14公尺高的海浪对沿岸地区造成的破坏。 戈尔在纪录片的最后说到，若是尽快采取适当的行动，例如减少二氧化碳的排放量并种植更多植物，将能阻止全球变暖带来的影响。戈尔也告诉观众如何能帮助减缓暖化现象。 同名的书籍也在电影上映后不久推出，其中包含了更详细的附加内容、科学分析，以及戈尔对于纪录片中探讨之议题的评论。,2007年世界环境日（6月5日）的主题,2007年世界地球日（4月22日）的主题,应对气候变化的全球运动 A Call for Action on Climate Change,冰川消融，是个热点话题吗？ Melting Ice - A Hot Topic?,据报道，南极地区的阿德利亚的企鹅数目从1975年的1.5万对减少到目前的9000对左右。你们知道这与什么因素有关吗？,冰川融化后？,大家猜猜看：这群企鹅在做什么？,全球变化七宗罪!,水供需矛盾加剧：全球变暖导致降水变化，全球水资源供需矛盾愈加明显。联合国政府间气候变化专门委员会今年初曾指出，如果地球平均气温上升4摄氏度，全球就会有30多亿人面临缺水问题。,天灾威胁加重：地球“发烧”，热带风暴和飓风的次数和强度都可能增加。,岛国命运堪忧：地球两极冰雪融化会导致海平面上升，众多岛屿将被淹没，一些岛国可能不复存在，岛上及沿海居民生活受到威胁。印尼科学家今年1月预测说，印尼约2000个岛屿将在2030年前被海水淹没。,夏天热浪：有关报告显示，如果全球平均气温上升3摄氏度，北美地区受热浪侵袭的次数将增加3至8倍。,生物链被打乱：由于气候变化，不少动物开始向南部或北部迁移，生物物种活动范围的变化将导致迁入地和迁出地生物链出现混乱，从而对农林业和渔业产生不利影响。,传染疾病肆虐：由于全球变暖，许多通过昆虫、食物和水传播的传染性疾病的传播范围将扩大，并对贫困地区的人口造成显著影响。,经济发展蒙阴影：据统计，20世纪90年代，全球发生的重大气象灾害比50年代多5倍，因此造成的年均经济损失从60年代的40亿美元飚升至290亿美元。,Vitousek (1994),What is Global Change?,N固定 温度 生物多样性,影响地球系统功能的全球尺度的变化 不仅仅是气候变化 社会经济、生物物理等,例如：changes in:,Reid & Miller (1989),NOAA,大气组成 人口 海岸带N流通 森林覆盖 渔业开发,U.S. Bureau of the Census,Mackenzie et al (2002),Richards (1991), WRI (1990),FAO,What is Global Change?,N固定 温度 生物多样性,例如： changes in:,Vitousek (1994),What is Global Change?,N固定 温度 生物多样性,影响地球系统功能的全球尺度的变化 不仅仅是气候变化 社会经济、生物物理等,例如：changes in:,Reid & Miller (1989),NOAA,大气组成 人口 海岸带N流通 森林覆盖 渔业开发,U.S. Bureau of the Census,Mackenzie et al (2002),Richards (1991), WRI (1990),FAO,What is Global Change?,N固定 温度 生物多样性,例如： changes in:,好莱坞电影后天,2004年5月28日，后天在全美各大影院首轮上映！,明天過後,The Day After Tomorrow,温室效应严重恶化，气候全面反扑地球， 明天过后世界全面冰封，你会在哪里？,故事概述 气候学家杰克霍尔（丹尼斯奎德饰演）观察史前气候研究指出，温室效应带来的全球暖化将会引发地球空前灾难。杰克博士曾警告政府官员采取预防行动，但警告显然已经太晚。当罗得岛大小的冰山撞上南极洲冰棚后，全球气候引发连锁效应：冰雹重袭东京，空前飓风袭卷夏威夷，印度罕见飘雪，洛杉矶更刮起史无前例的龙卷风。杰克研究中的灾变症候逐一显现：南北极冰帽的融解将大量淡水注入海洋。在一场全球性超级暴风雨来临后，地球将步入一万年前的冰河世纪。,正当杰克警告白宫紧急应变的同时，他17岁的儿子山姆（杰克葛伦霍饰演）被困在纽约，面临曼哈顿严重水患及不断下降的温度。山姆到曼哈顿公共图书馆避难，尝试由电话联络父亲，分秒必争的杰克命令山姆，无论如何一定要守在室内，并尽量保暖。此刻美国正式宣布民众大规模向赤道方向撤离，杰克只身北上前往纽约救山姆，但杰克完全无法想象即将发生在他、他的儿子及地球上的一切。,课程内容,全球变化是目前全人类对地球知识关注的焦点，它是一种新的地球观，以地球系统的概念为基础，从整体上研究地球系统在各个时间尺度上随时间的变化，集中研究那些把系统中所有部分紧密地联系在一起的、并导致系统发生变化的过程和机制。人类活动导致的全球变化及人类对全球变化的适应受到特别的关注。狭义理解的全球变化主要是指人类生存环境的恶化。,该课程阐述了地表自然环境在历经了漫长的演化过程后，随着人类的出现和人类文明的高度发展，受到的人类活动深刻影响。阐明人类赖以生存的地表环境的自然演化过程、全球环境的控制因子（太阳辐射、大气、海洋、冰川等）的相互作用机理及其反馈机制、环境变化对人类社会已经或可能造成的影响和人类在发展过程中如何实现人类与自然协调相处等重大科学问题。,通过课程的学习，使同学了解在全球尺度上的由于自然和人为原因造成的环境变化问题的实质以及人类如何应对全球环境变化问题，帮助学生从时间维认识地理环境的过程、区域特征的形成以及人地关系等问题，使学生建立起地理科学是时空耦合的综合科学的观念。增强学生关注地球、关注环境和从整个地球系统认识环境变化的意识。,考核方式,（1）平时成绩占总评成绩的50% ，分别为： 课堂表现占15%、（考勤，提问） 课内实践占20%、（自学讨论） 课外作业占15% （2）期末考核成绩占50%。考核形式：笔试。,教材与教参,所用教材 张兰生、方修琦、任国玉，全球变化，高等教育出版社，2000年第一版 参考书目 朱城、谢志仁、申洪源等，全球变化科学导论，南京大学出版社，2003年第一版,目录,前言 第一章 地球系统与全球变化 第二章 全球变化的主要过程与驱动力 第三章 全球变化的影响及人类的响应 第四章 全球变化研究的主要途径 第五章 全球自然环境的形成与演化 第六章 新生代衰落与第四纪全球变化 第七章 全新世及近2000年的全球变化 第八章 近现代全球变化 第九章 未来全球变化及其影响 第十章 全球变化对中国的影响及其响应,第一章 地球系统与全球变化 第一节 地球系统 第二节 全球变化与全球变化研究 第三节 全球变化研究的历史、现状和趋势,第一节 地球系统 (Earth System),一、地球系统的概念 对于地球系统的朴素理解有： 1、由地球无机界和有机界构成的整体； 2、由除地核以外的地球无机界和有机界构成的整体； 3、由岩石圈、大气圈、水圈和生物圈构成的整体； 4、由地球无机界、有机界和人类构成的整体。,一般认为，地球系统系指由地球的大气圈、水圈、岩石圈、地核、地幔和生物圈（包括人类本身）组成的整体，它包括从地球的地核到外层大气的广阔范围。,三大相互作用的基本过程存在于地球系统中：物理、化学和生物过程。地球系统的演化及发生的重大事件均受这几个相互作用的过程的制约。,土壤圈？,举例（有哪些生物、物理、化学过程？） 植物的光合作用？ 植物的呼吸作用或植物燃烧？,生物地球化学循环！,二、地球系统科学,地球系统一词与地球系统科学相伴而生，最早非正式出现在1983年。 1988年出版了专题报告地球系统科学一书，正式系统地阐述了地球系统和地球系统科学的观点。,三、尺度问题 (Scale),时间尺度(temporal scale)是指一个过程或一种现象所持续的时间长度，通常用10n年表示； 空间尺度(spatial scale)是指一个过程或一种现象发生的空间规模，按空间规模的大小可分为局地尺度、区域尺度和全球尺度等。,不同时空尺度的过程之间存在着复杂的相互作用。,四、地球系统中的主要科学问题,地球系统科学把描述和认识行星尺度的变化（全球变化）作为自己的主要任务，特别强调从本质上认识数十年至数百年的全球变化。 它将地球系统分为物理气候系统和生物地球化学循环两个系统，以过程研究为重点，研究其间的相互作用。,1、物理气候系统 物理气候系统包括控制地面温度和降水分布的大气和海洋过程，由于太阳加热不同而产生的运动以及冰雪覆盖的变化。 温度和降水过程，通过大气物理和动力学过程、海洋动力学过程、陆面湿度和能量平衡，以及平流层-中间层大气动力学过程控制着物理气候系统。,主要科学问题是： （1）气候对辐射重要的微量气体变化的敏感性如何？ （2）海洋环流对大气的作用是如何响应的？海洋环流变化是怎样影响地面温度分布的？ （3）海洋的热容量对大气温室气体诱发的全球变暖出现时间的滞后影响如何？,2、生物地球化学循环 生物地球化学循环是指诸如碳、氮、磷、硫等生源要素通过地球各子系统的物质流，及其对地球系统生物圈的影响。 生物地球化学循环包括海洋生物地球化学、陆地生态系统、对流层化学以及平流层、中间层大气化学等过程。,重要性 生物圈是由生物地球化学循环支撑和维持的。 生物地球化学循环将物理、化学和生物学过程结合在一起，构成了生物地球化学循环的主要科学问题。,生物地球化学循环当前的主要科学问题 （1）生物地球化学循环的现状如何？ （2）生物地球化学循环在人类扰动前的状态怎样？ （3）生物地球化学循环未来的状态和可能的后果是什么？,3、物理气候系统和生物地球化学循环的相互作用 物理气候系统通过平流层臭氧的变化，云的变化，改变温度、降水和海洋环流的变化直接或间接影响生物地球化学循环。 生物地球化学循环系统则通过CO2、NOx、CFCs等微量、痕量气体的“温室效应”直接或间接影响物理气候系统。生物地球化学循环系统还可以改变植被种群结构、类型，影响地面粗燥度、地面反照率等，最终影响物理气候系统。,还应注意的一些关键过程的研究 （1）地球外部作用力的观测研究（太阳辐射度、紫外辐射通量、火山喷射指数等）； （2）对流层和平流层痕量气体的观测（如CO、CO2、NOx、CFCs、CH4、O3、H2O、