海洋与气候变化.pptx

中石大海协OA课堂 海洋与全球气候变化 由海洋协会宣传部制作 海洋 全球气候变化 人类采取行动 海洋与全球气候变化 作用于 反作用于 CONTENTS 海洋 气候变化 气候变化 海洋 我们该采取的行动 01 01 02 03 04 海洋对全球气候变化的影响 海洋对全球气候变化的影响 吸收大气中的二氧化碳 从大气中吸收二氧化碳 同时释放氧气 在这一点上 海洋有着和森林一样的作用 海洋仿佛一只巨大的二氧化碳沉淀池 目前已经储存了1500亿吨的碳 仅在去年一年 海洋就吸收了23亿吨的碳 是人类全年释放二氧化碳总量的1 4 相当于美国在6年内消耗的汽油量 正是海洋这样强大的 吞吐 作用 地球才保持着今天这样的温度 如果那些累积的二氧化碳全部被释放到大气中去 地球将会变得灼热 令人难以生存 海洋吸收二氧化碳主要有两种途径 一是二氧化碳可以溶于水 大概比例是1体积水溶解1体积二氧化碳 来 储存 二氧化碳 二是海洋生物 主要是藻类 光合作用吸收二氧化碳 这种海洋生物吸收效果是很大的 因为藻类光合作用吸收的二氧化碳是全球植物吸收二氧化碳最多的 3 海洋对全球气候变化的影响 海洋环流调节全球能量和水分平衡 海洋是全球气候系统中的一个重要环节 它通过与大气的能量物质交换和水循环等作用在调节和稳定气候上发挥着决定性作用 被称为地球气候的 调节器 占地球面积71 的海洋是大气热量的主要供应者 如果全球100米厚的表层海水降温1摄氏度 放出的热量就可以使全球大气增温60摄氏度 海洋也是大气中水蒸气的主要来源 海水蒸发时会把大量的水汽从海洋带入大气 海洋的蒸发量大约占地表总蒸发量的84 每年可以把36000亿立方米的水转化为水蒸气 因此 海洋的热状况和蒸发情况直接左右着大气的热量和水汽的含量与分布 海洋对全球气候变化的影响 引潮力 地球的 恒温器 海洋学研究所的查尔斯 季林说 月球通过影响地球上的潮汐使地球的温度上升 是地球的恒温器 季林认为 地球 月亮和太阳相对位置的变化会引起潮汐强度的逐渐变化 其周期与邦德提出的 气候周期 是一致的 当日 地 月排成一线且相互距离最小时 日月引潮力相互加强而变为最大 地球海洋潮汐规模也最大 这时就有更多来自海洋深处的冷水被带到海面 这些冷水可以冷却海洋上的空气 当日 地连成的直线与月 地连成的直线相互垂直时 太阳潮汐减弱月球潮汐 使地球海洋潮汐变小 这时海洋深处的冷水很难被带到海面 世界就变得暖和 3 海洋对全球气候变化的影响 海洋中和海洋边缘的地震 恒温器 郭增建的 深海巨震降温说 海洋及其周边地区的强震产生海啸 可使海洋深处冷水迁到海面 使水面降温 冷水吸收较多的二氧化碳 从而使地球降温近20年 20世纪80年代以后的气温上升与人类活动使二氧化碳排放量增加有关 同时这一时期也没有发生巨大的海震 02 全球气候变化对海洋的影响 海洋增暖 海平面持续上升 海洋食物网结构变化 大洋环境结构改变 冰川融化 海洋生态系统服务功能退化 海洋灾害加剧 海水酸化 3 全球气候变化对海洋的影响 海洋增暖 由于大气中温室气体浓度增加 使海洋吸收了大量的热量 温室气体主要来自化石燃料消耗 研究表明 自20世纪70年代以来 它已经吸收了温室气体排放的93 以上的过剩热量 这是造成海洋温度升高的原因 过去100年来 全球海平面温度平均每十年增加约0 13 深海也受到影响 其中三分之一的多余热量吸收到海面以下700米的海洋中 到2100年全球海洋平均气温可能会增加到1 4 海洋中的多余热量分布不统一 南半球发生最大的海洋变暖 导致在海平面以下的南极冰融化 从1880年至2015年每年全球海平面温度的异常现象 该图从南极和北极两个角度显示了2015年全球海平面温度的异常现象 3 全球气候变化对海洋的影响 冰川融化 从20世纪80年代开始 全球变暖趋势加快 冰川的融化也在加快 据观测资料显示 中国有近5万条冰川 其中的80 都在退缩 科学家预计有些小冰川退缩得越来越快 预计在十几年或者几十年内可能消失 冰川融水注入海洋 导致海平面升高 近期各大媒体也发布了海平面上升将导致全球3000多城市被淹没的消息 冰川融化后的亚洲地图 3 全球气候变化对海洋的影响 海平面上升 海平面上升是由全球气候变暖 极地冰川融化 上层海水变热膨胀等原因引起的全球性海平面上升现象 海平面上升对沿海地区社会经济 自然环境及生态系统等有着重大影响 海平面上升由全球气候变暖 极地冰川融化 上层海水变热膨胀等原因引起的全球性海平面上升现象 研究表明 近百年来全球海平面已上升了10 20厘米 并且未来还要加速上升 上升原因 导致海平面上升的因素是很多的 大洋热膨胀 山地冰川 格陵兰陆冰和南极冰盖的融化等 世界大多数山地冰川在近百年内呈退缩趋势 例如 青藏高原尽管在冰川时期不一定像今天的南极大陆一样也有过统一的漫无边际的大冰盖 但有一点是肯定无疑的 那就是这里曾经大量存在的山地冰川在漫长的岁月里逐渐消融 消失 3 全球气候变化对海洋的影响 海水酸化 海洋酸化 oceanacidification 是指由于吸收大气中过量的二氧化碳 导致海水逐渐变酸的过程 海水应为弱碱性 海洋表层水的pH值约为8 2 但到2012年 过量的二氧化碳排放已使海水表层pH值降低了0 1 海水酸性的增加 会改变海水的种种化学平衡 使多种海洋生物乃至生态系统面临巨大威胁 2012年3月11日 最新一期 科学 杂志上发表报告称 受人类排放温室气体的影响 地球正经历过去3亿年来速度最快的海洋酸化进程 超过历史上4次地球生物大规模灭绝时期 众多海洋生物因此面临生存威胁 一项模拟海洋化学成分变化的实验表明 在不远的将来 海洋的水氮循环可能发生严重紊乱 彻底改变地球食物网的基本结构 3 全球气候变化对海洋的影响 大洋环流结构改变 由于大洋西边界处还存在较强的热盐环流 其上层部分从南半球流向北半球 热盐环流在南半球因与大洋环流西向强化流的流向相反 从而部分地抵消了南大西洋和南太平洋的西向强化流 并形成巴西海流和东澳大利亚海流 在北半球 热盐环流因与大洋环流西向强化流的流向相同 从而增强了西向强化流的流速 并形成了湾流和黑潮 这样便使北半球的大洋环流的西向强化现象比南半球更为显著 大洋环流西向强化的原因 还可以从行星波能量的传播来说明 因为尺度较小的罗斯比波的能量是向东传播的 而尺度较大的罗斯比波的能量是向西传播的 当行星风应力将各种尺度波动的能量输入到海水之后 小尺度的能量移向大洋东边界 并在那里作为大尺度分量向西反射 而大尺度的能量移向大洋西边界 并在那里作为小尺度分量向东反射 因此大洋西边界便成为小尺度波动的一种能源 从而发生了闯洋环流的西向强化现象 3 全球气候变化对海洋的影响 海洋灾害加剧 海洋灾害主要有灾害性海浪 赤潮 海啸和风暴潮 灾害性海浪 海啸 风暴潮 3 全球气候变化对海洋的影响 海洋食物网结构变化 生物多样性的改变 食物网本质上是网络交互的物种彼此 它们之间的连接可以稳定系统 例如通过阻止特定物种变得太普遍 从而鼓励广泛的物种的存在 这些途径可能相当稳定 但他们很容易受到海洋变暖和酸化 这样的食物网因此对气候变化敏感 通过潜在的改变植物生长 自下而上的影响 和食肉动物的丰度和行为 自上而下的影响 气候变暖对沿海食物链有有害的整体效果 因为食草动物丰度仍然相似 温度升高导致更高的代谢需求 食肉鱼类消耗更多的食草的猎物 导致这些猎物种群的崩溃 3 全球气候变化对海洋的影响 海洋生态系统的服务功能退化 海洋变暖 酸化和失去氧气导致了海洋生态系统的退化 现在海洋正经历着 反面进化 退化成几百万年前原始的 一锅汤 地球表面的将近四分之三被海洋覆盖 它们提供了人类呼吸所需氧气的大约一半 并为数十亿人提供食物 国际海洋现状计划的科学主管亚历克斯 罗杰斯在谈到这份综述时说 海洋健康状况恶化的速度比我们原先认为的快得多 我们将看到更大的变化 它们来得更快 其影响也