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全球变化期末复习题1.地球系统与地球系统科学：（1）地球是由地幔、地核、岩石圈、水圈、生物圈、人类圈等组成的复杂系统，其最简单的划分是地圈和生物圈组成地球系统，其中生物圈为全球生态系统。（2）地圈可进一步划分为大气圈和水圈为主的物理气候系统和以岩石圈为主的固体地球系统。（3）物理气候系统、固体地球系统、全球生态系统分别调控着水循环、生物地球化学循环和固体地球物质循环三个循环子系统。 并通过彼此的联系成为一个整体。（4）地球系统中物质和能量的转换与交换是通过一系列过程来实现的。这些过程按其性质可以分为物理过程、化学过程和生物过程三种类型。（5）不同的地球系统具有不同的时间惊讶和空间尺度，发生在地球子系统内部的系统之间的各种能量和物质输送过程却跨越了很宽的时间尺度而发生。在全球范围内，并在地表层系统中留下烙印。（6）不同时空惊讶的过程之间存在复杂的相互作用。（如火山喷发对气候的影响）（7）地球系统主要受两台“发动机”驱动：一是地球外部由太阳和其他外力所组成的，一是地球内部的“发动机”，主要由放射性和内部深处的原生热所驱动。地球系统科学是把地球看成一个由作用的地核、地幔、岩石圈、水圈、大气圈、生物圈和人类社会等绊脚石部分构成的统一系统，是一门重点研究地球各组成部分之间相互作用的科学。 以大气圈和水圈为主体的物理气候系统以岩石圈为主体的固体地球系统生物圈（又称全球生态系统）2、全球变化：广义指全球环境（包括气候、土地生产力、海洋和其他水资源、大气化学及生态系统等）中的、能改变地球承载生命的能力的变化。狭义理解的全球变化主要是指人类生存环境的恶化。全球变化科学：以地球系统的概念为基础的全球变化显著地有别于那些建立在对地球各圈层研究基础之上的地球科学的传统的分支学科，全球变化研究超越了各分支学科的界限，是建筑在各分支学科基础之上的交叉研究。全球变化的科学内涵可概括为：全球观点与全球尺度、所有时间过程（包括所有时间范畴和所有时间尺度）、人类的作用。几十年至几百年的中等时间尺度变化是全球变化研究的重点。3、全球变化研究的主要内容（1）全球变化的过程和驱动力 （2）全球环境变化在时间和空间上的表现形式（3）全球变化的影响与人类的响应 （4）全球变化信息的获取、处理与分析技术4、全球变化研究的意义P10（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，促进地球科学发展（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与以往的研究相比，当前全球变化呈现以下特点：P165、全球变化的国际研究计划：世界气候研究计划、国际地圈-生物圈计划、全球变化人文计划、生物多样性计划6、我国的全球变化研究主要成就偏重在过去变化的研究。其中青藏高原、第四纪黄土以及考古与历史文献记载研究是我国独具特色的领域。7、全球变化的主要过程（1）气候系统与水文循环过程（2）固体地球系统与岩石圈循环过程（3）生态系统与生物地球化学循环过程（4）人类生态系统与人类活动过程。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。其中农业系统、工业城市系统是人类生态系统的两种最具代表性的形式。8、全球变化的驱动力按来源分为三种类型：地球外因素，地球内力因素以及地球系统自身相互间的影响和反馈。9、驱动全球变化的地球外因素：P48（1）太阳活动（2）地球轨道参数的变化：偏心率、岁差、黄赤交角。 米兰柯维奇理论解释第四纪冰期-间冰期的变化。（3）地外物体的撞击作用10、驱动全球变化的地球内力因素（1）海陆分布变化 （2）高海拔的山地或高原的隆起（造山运动） （3）火山活动地球内力对全球变化的驱动主要通过受地球内部过程驱动的板块运动而起作用，板块运动所造成的海陆分布形式的变化、海底地形与陆地地形的变化，火山活动等，均能引发进一步的过程，导致全球变化。11、全球变化中的人文因素（1）土地覆盖变化。是人类活动的最直观的表现。（2）大气圈组成成分12、地球系统内部的反馈作用与全球变化P6413、全球变化通过三个途径对人类构成影响：（1）直接对人类的健康产生影响（2）全球变化事件也可能对某些社会事件的发生产生影响（3）通过资源和灾害的变化改变自然系统的承载力。14、气候变化对人类影响的十大方面：（1）人类的健康与工作能力；（2）住房建筑工地新住宅区；（3）各类农业；（4）水资源开发和管理；（5）林业资源；（6）渔业和海洋资源；（7）能源的生产和消费；（8）工商业活动；（9）交通和运输；（10）各种公共服务。其中，气候变化、海平面升降、土地覆盖和生态系统变化、环境污染等，对农业和粮食供给、淡水资源、沿海地区的土地资源，人类健康等方面影响最受关注。全球变化对人类的影响按其所达到的程度可以分为土地承载力、生产系统、经济与生活、社会政治四个层次。全球变化影响所达的层次总是从低到高。第2/6页15、全球变化的敏感区和易受影响的地区：（1）对全球变化最敏感、能提供早期信号的地区，反馈作用最显著、能将微弱的变化放大的地区，如热带雨林和极地冰盖。（2）气候边界地带与生态脆弱带是最易受全球变化冲击的地方，如位于非洲萨赫勒地带和我国北方农牧交错带的广大半干旱地区是降水变化响应十分敏感的生态脆弱带。（3）海洋与陆地的交界面，即海岸带，是各种过程结合作用的地区，是受海面升降控制的地区，也是全球变化及变化对人类的影响表现最为强烈的敏感地区之一。如孟加拉国及类似的三角洲地区、荷兰及太平洋得其他海洋中地势低平的岛屿国家是特别脆弱的地区。（4）对社会最脆弱的地区打击最大。最脆弱的社会既不是最贫穷的和最不发达的社会，也不是最富有、最发达的社会，而是那些正处于迅速向现代化过程过渡中的社会。16、人类对待全球变化的不同态度和适应对策。P81第一种观点是把世界看成是人类一个稳定的居所。他们承认全球变化的必然性，同时相信不管全球环境如何变化它都要回到稳定位置。第二种观点认为世界是极不稳定的，环境中的任何变化都是坏事，他们的行动纲领自然是要阻止这种变化，或者至少要让他们减缓到来。第三种观点强调全球变化的不可知性，因此也就不能够或者不愿意面对其结果，承认问题的所在。第四种观点反映了可知论和不可知论两种观点的某种结合。在他们看来，即便某些细节可能永远无法预测，但人类必须建立这种理性的基础，必须能够在从前从未想到的某种水平上来管理全球资源。对全球变化的态度持第一种观点的人对全球变化影响所采取的对策是适应，其基本原则是趋利避害，适应的方式包括主动或被动的顺应，也包括积极的抗御。持第二种观点的人所采取的全球变化对策是要防止全球变化的发生，或者要让他们减缓下来，至少对于人类活动引起的全球变化要做到如此。持第三种观点的人则是不采取任何行动的对策，这再次表现了一种自然的人类反应。但消极对待的做法在全球变化真正发生时可能会遭受更大的损失，因此这种做法是不可取的。不论可知还是不可知的观点都有其合理的成分，同时也存在许多问题，全球变化的对策应是种种措施的结合。17、当前全球变化研究包括三种途径：（1）全球变化的重建项（2）全球变化的动态监测 （3）全球变化的模拟。18、全球变化研究中的重要意义主要在于：（1）重建全球变化历史，了解包括演变过程、时空分布形式、变化的区域差异等方面的规律；（2）通过过去发生过的全球变化现象，探讨和认识全球变化的成因机制；（3）利用重建的结果验证模式的可靠性或为模式的建立提供参数；（4）由历史演变规律推测未来环境或为预测未来环境提供历史相似型。19、为进行过去全球变化的重建，需要依据以下基本假设：均一性假设（以古论今、将今论古）、协同性假设、全息假设（窥一斑而见全身）20、根据来源与属性的不同，过去全球变化信息可分为三种类型：第一，观测记录，指借助于各种观测技术手段所获得的环境信息（记录规范，精度高，但时间尺度短）；合称代用资料第3/6页21、全球变化动态监测可分为以各种遥感手段为基础的空基观测和基于地面监测的海基和陆基观测两种类型22、生命的进化经历了三个阶段：P127早期为化学进化阶段（40亿38亿年前）进化本质上是化学过程；中期为细胞进化阶段（38亿7亿年前）；进化革新发生在细胞内部结构和相关的生理过程上，细胞的生物化学组成和基本特征并无大的改变。晚期（7亿年前以后）的多细胞复杂生命进化出现后，进化革新主要表现在组织器官结构及其功能的适应改变上，而这时的生命在生物化学，代谢途径以及细胞结构等低层次的基本特征则表现出相对保守。大多数重大的进化事件发生在地球历史的早期（35亿40亿年前）和晚期（7亿年以后），即多集中在生命史的远近两端。生物的进化往往以大爆发的方式出现，大灭绝（5次）23、自然环境演化划分为五个发展阶段：P131（1）生命出现以前的无机自然环境时期（距今4538亿年前）；（2）以海洋生命繁盛为标志的古海洋自然地理环境时期（距今384亿年前）；（3）陆地生命发展，但生物种群和海陆颁布形式均与现代明显不同的古自然地理环境时期（4亿2.25亿）；（4）古自然地理环境向现代地理环境演进的过渡时期（2.250.65亿年前）；（5）现代自然环境的形成的发展时期（距今0.65亿年以来）。24、新生代期间，环境呈变冷、变干的趋势性变化，称为新生代衰落。新生代衰落：（1）降温与第四纪冰期的来临。（2）旱化趋势。25、第四纪冰期、间冰期环境转换的基本特征：转换过程的不对称性、环境要素变化的协同性、状态转换过程中的时滞现象、快速变换事件26、冰期间冰期之间的转换机制：冰盖与海冰反馈、大气温室气体的反馈与气溶胶反馈、大洋传送带的变化、火山活动的作用。27、最后冰期最盛期的环境：（1）全球性降温与冰盖扩展； （2）西风带加强与中高纬度自然带退缩；（3）全球海面下降与海洋过程变化； （4）全球干旱化与环境的重大改变。28、人类是从猿进化来的，从猿到人是一个漫长的过程，开始的标志是直立行走，完成的标志是开始制造工具。29、在新仙女木事件之后，气候迅速变暖，最后冰期结束，进入全新世的间冰期环境。30、全新世的气候变化与环境响应（1）全新世的气候变化：1早期以阶段性的迅速升温的特征；28.54KABP的全新世中期是一个较现代更为温暖的时期，全新世暖期的盛期可能出现在6KABP前后。34KABP以后，全球气候发生重大调整，呈现变冷的趋势，温度下降到与现代相当的水平，其间每个寒冷或温暖阶段分别持续数百年。第4/6页（2）环境响应：1冰川与海洋状况变化：温度回升导致冰盖的消融，冰盖消融导致海面上升，从而加速了冰盖的崩解融化，进一步导致海面上升。2湖泊演变与河流调整：在冰川作用地区，冰川的退缩直接影响到湖泊的发育，北美和北欧冰盖的边缘地区有无数大小不等的湖泊随着冰盖的退缩而生消演化。在非冰川作用区，进入全新世后，从非洲撒哈拉地区到印度西北部以至我国青藏高原与长城沿线地区，均由于降水的显著增加而出现满面湖面扩大、湖水淡化现象、北半球中纬度地区河流流量普遍因冰盖融化而显著增大。在低纬度地区，仅直接增加河流的流量，而且通过增大流域面积增加河流的流量。3植被的迁移与演化：气候的区域差异制约着植被地域颁布的差异，当气候发生变化时植被也发生相应的变化。森林植被的扩张与回归是全新世早期全球变化的重大事件之一。31、全新世人与环境的相互作用：（1）海岸地区环境演变的影响与人类的适应。海面上升使许多陆地通道被淹没，导致不同陆地之间，特别是一些岛屿与大陆之间的文化交流被中断。海面升降引起的海岸环境的变化也使得人类的生活方式发生相应的调整。（2）撒哈拉地区畜牧业文化的兴衰。现代的撒哈拉沙漠曾经是人类狩猎、放牧的场所，人类在此地区的生产方式随着全新世环境的变化而不断调整。（3）农业革命及其对环境的影响。近东地区可能是世界上最早的、最重要的驯化中心。中美洲是玉米的驯化中心，其驯化的时间不晚于7kaBP。（南瓜、辣椒、鳄梨等）中美地区缺乏驯化动物。原始农业对环境的最直接影响是动植物的驯化。农耕导致定居生活方式的出现，人类从此被系在土地之上。农业规模的扩大意味着砍伐森林和烧毁植被以清理土地进行种植。（4）文明古国兴衰和游牧文化兴起的环境背景。古埃及文明、美索不达米亚文明、古印度文明均产生在降水不足或不稳定的河谷之中，其文明是建立在灌溉农业经济基础之上的，国家是土地唯一所有者。游牧业文化是适应于干旱和地势起伏环境的一种生产方式。像灌溉农业一样，牧业生产中存在一种独特的人与其环境的生态关系，所不同的是，联系这种关系的纽带是驯化动物，而不是水的使用。32、近现代人类活动导致大气圈组成成分的变化及其气候效应。P225人类活动造成的大气成分变化的主要表现有四个方面：（1）使一些成分的含量增加，如CO2、SO2、CO、NO、甲烷等。（2）使另一些大气成分的含量减少，其中最典型的例子就是平流层臭氧的减少。（3）改变一些大气成分的性质，如大气中水的酸化。（4）向大气中增添人工合成的成分。如氟里昂。大气温室气体浓度上升可能已经对地球气候产生了深刻影响，这主要包括全球变暖、降水图式变化，并进一步导致全球海平面升高、陆地和海洋生态系统受到干扰等。33、未来CO2等温室气体增加，还将使全球温度进一步变暖。34、未来全球气候变化的可能影响：（1）对陆地生态系统的可能影响。（2）对农业生产影响。（3）对淡水资源的影响35、试述近现代生态系统的变化。全球陆地和海洋生态系统正在越来越多地受到人类的干扰。这种干扰的后果可以从具有全球性意义的森林的破坏、半干燥环境的荒漠化和草场退化以及动植物特种的灭绝等问题上反映出来。第5/6页（1）森林生态系统的变化。在历史上，对森林的破坏主要发生在温带和来热带地区，尤其在北半球各大陆，目前，热带森林也开始受到砍伐和烧毁，其中拉丁美洲和东南亚各国可能是森林砍伐最严重的地区，由于热带森林的较迅速破坏，尽管北半球一些温带国家森林面积略有增加，全球森林总面积仍在不断减少。全球森林面积减少的原因多种多样，但最重要的是发展中国家人口的急剧增加，以及由此引起的农牧业生产的扩大，迫切需要更多的土地，森林面积和木材蓄积量的减少已经产生并将造成一系列的社会经济和生态环境后果，引进多种多样的社会和生态问题。（2）生物多样性的变化。地球的生物多样性正在不断减少。有很多动物和植物种由于人类的活动已经从地球上消失了，并且还有更多的物种正处于灭绝的边缘。在过去，狩猎是生物多样性减少的原因，但在今天，环境的污染和动物野生环境的消失正在成为物种趋于灭绝的主要原因。生物栖息地的缩小和毁灭是现代物种大量趋于灭绝的更主要原因。全球气候变化可能也是造成某些动植物灭绝的重要原因，特别是在气候快速变化的时期。（3）荒漠化。荒漠化是又一个代表全球性环境恶化的严重问题，荒漠化问题在非洲、亚洲和澳大利亚最为严重，北美、南美和欧洲也程度不同地存在，降水减少而引起的干旱常常是大范围荒漠化和饥馑的直接起因。它也可以由于气候变暖或风速增高而形成。四、简答题1简述海洋传送带及其意义除表层风生流之外，大洋中还存在由海水的密度分布决定的海洋环流，由于密度又取决于温度和盐度，所以也称为热盐环流。极地区域因辐射冷却等因素而形成的寒冷、高盐、高密度的海水强烈下沉，形成底层流或深层流。其中受到特别注意的是，北大西洋的高盐度水以深层流的形式向南流，在绕过非洲南端后，除部分向北流到印度洋外，其余的一直向东流入太平洋，在此，受温暖和入注淡水的稀释作用，海水密度降低并上升到表面，然后向西运动返回到大西洋以平衡外流的水体。上述发生在大西洋和太平洋之间的水体流动构成了一个跨越大洋的海洋传送带。通过此传送带，温暖、低盐的表层水（平均盐度比北大西洋深层水低6）被从东到西地传送到大西洋，而深层的、高盐度的冷水被从西向东传送入太平洋，由此造成的水汽交换量达20106m3s。由于向北流动的供给水平均温度为10，向南流动的深层水为2，每形成1cm3的深水将释放33.48J的热量，一年中由此所释放的总热量达20.91021J，相当于35N的北大西洋地区每平方厘米的大气每年可获得 104 625 J的海洋热，占该地区所获得的所有热量的25。这一数量远远超过了地球轨道要素所引起的日照率变化所产生的影响，这些热量的有无对高纬度的温度与大陆冰盖的生消有重大的影响。2简述水循环对气候系统的意义水是地球上唯一同时以液态、固态或气态的形式存在的物质。全球水体积约为13.8108km3，其中的99以上存在于世界大洋和冰川，其余的水存在于陆地上的江河、湖泊、井泉等水体之内、土壤的孔隙与岩石的缝隙之中、大气之中和生命体内。水在相互作用的水体之间不停地相互迁移转换，构成水文循环过程，此过程受太阳能所驱动，一般在几年之内就可循环一次，但不同部分循环更新的速度有快有慢，通常大气中的水汽约10天循环更新一次，而水在海洋中的停留时间超过10年以上。除此之外，受地球内力所驱动，地球表面的水与地球内部的水分之间也存在循环的交换过程，此过程与板块运动过程联系，其循环周期可达数百万年。水循环过程的意义不仅是水的气相、液相和固相之间的状态转换，更为重要是，就气候系统而言，以全球能量和水循环过程为主体的气候和水文系统的过程是有机联系在一起的。虽然地球气候的最终能源来自太阳辐射，但是加热这一气候系统的重要强迫函数很大程度上由气、液和固态水物质所支配，能量循环过程是通过水的循环来实现的。水循环过程控制着地球的温度和云层的形成、输送和消散，以及其与太阳辐射的关系；气候过程则通过水、热、物质和动能的输送，控制着陆、海表面和大气的相互作用，在气候系统中引起一系列重要的反馈过程。3如果说地球轨道参数变化所引起的太阳辐射的改变本身不足以导致极地冰盖的周期性扩张和收缩，那么地球系统在响应全球变化过程中的反馈机制是什么？地球系统最简便的划分是分为地圈和生物圈。地圈是各种地球物理状态的整体综合。地圈可以进一步划分为以大气圈和水圈为主体的物理气候系统和以岩石圈为主体的固体地球系统两个基本部分。物理气候系统决定着地球表层水分和能量的交换和分布，形成全球的气候；固体地球系统决定着地壳的生消及其运动，形成地球的海陆分布格局与各种地貌形态。生物圈或称为全球生态系统，包括地球上全部生物和生命支持系统，它的空间范围从地表向上和向下一直延伸到任何形式的生命自然存在的地方。地球系统中物质和能量的转换与交换是通过一系列过程来实现的。地球系统的过程是地球系统中由物理、化学或生物学规律所支配的那些现象的集合。大气与海洋的环流运动及与此相联系的热量输送、水循环过程、地壳的垂直升降与水平推移过程均属于物理过程；岩石矿物的溶解、大洋中的碳酸盐沉积、大气中氧气的生成与消耗等，均属化学过程；而动植物的生长、繁殖过程，生物之间的捕食与被捕食过程等与生命活动相联系的过程，则属于生物过程的范畴。地球系统中的物理过程、化学过程和生物过程是有机地联系的整体。植物通过光合作用的生物过程，将太阳能和大气中的碳固定在植物体内；通过植物的呼吸作用或是植物的燃烧，固定的碳和能量又被释放到大气之中。在这个过程中，太阳能被转化为化学能、进而被转化为热能，属于物理过程；碳是以不同的无机与有机化合物间转化的方式参加循环的，属于化学过程。上述生物过程与化学过程的结合构成了生物地球化学过程，这一生物地球化学过程对大气中CO2的平衡起十分重要的作用。大气中的CO2作为重要的温室气体对全球能量的收支平衡有重要影响，进而影响到全球气温和其他方面的物理过程。4 冰盖与海冰的反馈机制 冰雪圈过程是水循环过程的一个中间环节，它能够有效地调节地球表面的能量收支和温度平衡。海冰具有阻碍大气和海洋之间的水汽和动量交换的作用，冰量变化可造成地球表面自由水体和海平面较大幅度的变化，对下垫面的性质产生深刻影响。而结冰过程中所释放的大量热量和冰川融化所消耗的大量热量，均减缓了地球变冷或变暖过程，从而对能量的收支和传输产生重要影响。由于地球上的冰雪覆盖主要分布在极地地区，冰雪过程导致的高纬地区的降温作用使赤道与极地之间的温度梯度增大，纬向西风会因此加强，而季风环流可能会被削弱。与冰盖的扩张与收缩相关联的是全球海平面的升降。在从间冰期向冰期转换的过程中，大量的水分被从海洋转移到冰盖中固定下来，导致全球海平面随着冰盖的强烈扩张而发生大幅度下降。由于冰期大洋缩小，海面蒸发减弱，导致全球降水减少，气候变干，陆地冰盖因缺少水分供应而不会无限制增大，使冰盖反射率反馈不致无限制增加。当从冰期向间冰期的过程开始后，大量的水分从冰盖中返还到大洋中，导致海面上升。海面上升会托起搁浅在陆架上的冰盖，使它们破碎并随海流向外海流动。这一过程的一个重要后果是，原先由浅海海冰支撑的位于陆地高处的冰体开始流动，内陆冰穹上大量的冰流可能会因此而开始快速移动，快速流动的冰流会把内陆的冰体送到海边，随着内陆部分冰盖冰体的流失，会使冰盖变薄，这种冰盖消退过程通常被称为下削。这种机制的意义在于，冰退作用的增强不是靠大气的增温使冰体融化，而是靠崩裂的海冰随海流漂走之后由海水的热量使冰融化。类似的过程也发生在陆地上冰盖边缘的冰水湖泊中。上述现象可能是冰盖退缩比冰盖扩张迅速得多的原因之一。大量的融冰进入海洋会导致海洋变冷，估计可使北大西洋表层100m的海水以每年1的速度变冷，这一点也从中纬度北大西洋的同位素记录得到证实。融冰的另一个反馈机制是使水汽减少，早期的融冰使大量淡水进入大西洋，如果这些淡水在咸水之上形成一个淡水层，寒冷的淡水限制了水汽的蒸发，并且使海冰的范围扩大（淡水在0就结冰，海冰的冻结温度为-1.9），减少向陆上冰盖供给水汽，促使冰盖进一步瓦解。5大气温室气体的反馈与气溶胶反馈南极冰芯记录显示，温室气体CO2 和CH4的含量在冰期时减少，在间冰期时增大，呈现与温度变化相同的趋势。这种强相关暗示存在着大气通过温室气体的变化影响温度的反馈作用，使得变冷或变暖的程度加大。大气CO2含量变化部分地是由与全球温度有关的生物的反馈作用调控的。大气CO2 变化可能主要地是海洋的生物泵作用所产生的一种效应，在冰期的寒冷时期内，海洋生物生活空间的海洋混合层的深度增大，意味着有更多的浮游生物生长，因此有更多的碳被固定到深海沉积之中，相应地海洋表层从大气中获得更多的CO2，导致大气CO2的减少。相反，当冰期结束，生物泵作用减弱，大气中的CO2含量开始增加。此外，冰期大洋温度的降低可使海洋溶解CO2的能力增大，也导致大气中CO2的减少。在冰期冷干的环境下，陆地上干旱草原环境的扩张，强烈的黄土堆积，均可使陆地上土壤和沉积物固定碳酸盐的能力增大，导致大气中CO2的减少。无论何种原因造成的大气中CO2 减少，都会进一步加剧气候变冷过程。 陆地上的沼泽湿地是自然界中CH4排放的主要源地，冰期CH4减少可能与冰盖扩展、海面下降、气候变干所造成的上述湿地沼泽的丧失有关，因此CH4的变化可能主要是全球气候变化的结果，但其正反馈作用使得关系复杂化。此外，冰期海面寒冷，向大气输送的水汽含量减少，大气中水汽含量减少，减弱水汽作为温室气体的功能，其正反馈同样加剧气候变冷。但水汽减少使得天空云量减少，能增加入射的太阳辐射，对变冷起负反馈作用。冰期降水减少，风速增大，经向环流增强，浅海大量出露为大陆，陆地植被覆盖降低，有大量的尘埃由陆地吹向海洋，冰芯中粉尘浓度在冰期时增大。气溶胶粒子在大气中的载荷增大具有正反馈效应，能将太阳辐射反射回太空，从而加速地面冷却，使冰期加剧。间冰期时情况则相反。6末次冰期最盛期的地球环境有什么重大的变化？末次冰期最盛时期巨大的冰盖、广阔的海冰、寒冷的海洋表面温度、大幅度海面下降导致的浅海出露等地表边界条件，使得全球环流格局和气候都与现代有重大不同。高纬度以温度变化为主，同时伴随着大气环流和水分平衡的重大调整；热带地区以水分变化为主，与季风环流的变化密切相关；受全球变化控制的区域自然地带的格局也相应地发生重大调整。降温是冰期气候的突出特征，但全球降温的时空分布存在很大的差异。冰期降温的特点可以概括为：北半球大于南半球，高纬大于低纬，陆地大于海洋，冬季大于夏季，山地大于低地。就纬度平均而言，冰期时北半球中纬度地区温度较现代低57，赤道地区低3左右，南半球中纬度地区低3左右。中低纬度（35N40S）两半球大洋温度变化幅度相近，季节差别不大，普遍比现代低03。半球之间、季节之间、大洋之间的温度变化差别主要在中高纬度地区。最后冰期陆地降温的幅度比海洋大得多，估计是海洋的1.52倍。末次冰期全盛时期，南北半球的山地雪线均比现代下降了约 1000m，下降的幅度在不同纬度上变化很小。因此，在低纬度地区，山地降温的幅度明显大于低地，差值可达24。北半球冰盖的大规模扩展是冰期最盛期环境的重要特征之一，冰盖的扩张是冰期寒冷环境的产物，冰盖的扩张又加剧了寒冷的程度，两者之间存在正反馈的关系。最后冰期最盛时，冰盖的体积为901063，冰川覆盖面积为401062，接近1/3的陆地被冰覆盖（图6-13）。冰川扩展的现象几乎都发生在北半球，南半球所占比重不足3。Km。7树木年轮的环境意义树木年轮是树木形成层周期性生长的结果，在季节差异明显的地区，温暖或湿润的生长季树木生长快，细胞大而细胞壁薄，形成较宽的浅色早材；寒冷或干燥的季节树木生长缓慢，细胞小而细胞壁厚，形成较窄的暗色晚材；早材和晚材合起来为一个年轮。树木年轮可提供时间分辨率为年或季的全球变化信息，是重建几十到几百年尺度全球变化的最重要的信息源之一。在树木横断面上年轮的宽度可以反映树木生长量的状况。每年年轮宽度的大小，与树木的年龄、前期生长状况和环境等多方面因素密切相关。环境变化所引起的树木年轮宽度变化反映的是对树木生长限制最大的环境（气候）因子的变化，如在温度起主导作用的森林北界或山地森林上限地区，低温年份年轮窄，高温年份年轮宽；在水分条件为限制因素的干旱、半干旱地区，宽轮对应于多雨年，窄轮对应于少雨年。在树木年轮中的缺轮、伪轮等异常变异年轮，有时可以用来反映冻害、虫灾、火灾等异常环境事件。8极地冰心在环境研究中的意义极地冰盖和中纬度高山冰川地区，冰雪终年不化，每年积累的雪最终转换成冰，形成一个年层。从这些地区取得的冰芯中获得的主要记录之一是氧同位素比率18O。大气中的水汽从根本上说来自于海洋，当水汽从海面蒸发时，含18O的重分子水不易蒸发，而在水汽凝结时H218O较H216O更易于凝结，使剩余在水汽中的H218O比重进一步减小，因而陆地水体中水的18O/16O均小于标准大洋水（SMOW）中的18O/16O值，离海洋蒸发源越远，水体中的18O/O越小，O的负值越大。蒸发和凝结作用均与温度有关，因此O与温度之间存在18161818一定的关系，分析测试表明温度每降低1，O在格陵兰地区降低0.70，在南极地区降低0.75，在青藏高原北部降低0.65，根据这种关系，可以由冰芯中的18O推断温度变化。此外由于冰面温度会影响冰晶生长，因此也可以根据冰芯中冰晶生长的形态来推断温度的变化。从冰芯中还能够提取许多其它的信息。冰川的净累积率可以作为降水量变化的指标；在由雪转换成冰的过程中包裹在冰中的气泡里，记录着气泡生成时的大气成分；冰芯中的化学成分和微粒含量，记录了过去大气气溶胶的状况，以及地球沙漠化和大气环流强度的状况；冰芯中保存的有机物质记录了当时的生物地球化学循环过程；冰芯中的火山灰和强酸信号则10记录了火山活动的历史；冰芯中的Be等放射性同位素含量的变化反映了宇宙射线强度、太阳活动和地磁场强度变化的历史。9过去全球变化重建的协同性假设协同性假设是在服从均一性原理的前提下，过去全球变化研究所依据的主要原理之一，首先是指环境过程与其产物之间的协调统一。环境过程决定其所形成的产物，产物反过来可指示其生成环境，因此残留下来的过去环境过程的产物（古环境感应体），或对产物的文字记录（如历史记载）均可以作为代用资料用来重建其形成时期的环境。其次，同一环境状态下所形成的不同类型的产物之间存在协同关系，可以彼此参校、替代，共同指示其生成环境。再次，地区之间的协同性。同一时期形成的自然地理现象，其空间分布是有序的，遵从于地理区域分异规律；不同地区的现象可以参校对比，指示其共同的环境背景。最后，时间上的协调性。具有生成联系的地球系统过程，在发生时间上是先后有序的，这种次序性在与各过程相联系的各产物的形成时间上亦有充分体现。10全球变化研究的主要途径根据所依据的信息来源与研究方法的不同，当前全球变化研究包括三种途径：第一，全球变化的重建，以残存的过去全球变化的产物为依据，反推形成产物的环境状态，进一步推测其成因机制；第二，全球变化的动态监测，利用各种观测手段，对正在进行的全球变化过程进行实时跟踪观测，从中找出变化的规律；第三，全球变化的模拟，从全球变化的过程与成因机制出发，根据对全球变化过程的认识，建立数学模式，利用模式从已知的环境过程出发，演绎可能的环境状态及其产物。重建、动态监测与模拟构成了全球变化研究的三个基本途径，它们是互相参校补充的。11阐述全球变化的科学内涵。全球环境（包括气候、土地生产力、海洋和其他水资源、大气化学及生态系统等）中的、能改变地球承载生命的能力的变化。狭义理解的全球变化主要是指人类生存环境的恶化。全球变化的科学内涵：（1）全球观点与全球尺度全球观点就是从地球系统的思想出发把地球看作一个整体，研究地球系统随时间的变化，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，而不是孤立地研究地球的不同组分和它的环境。全球尺度是指过程或事件本身的空间尺度大约相当于地球半径以上，或虽然过程或事件本身的空间尺度没有达到上述规模，但其影响却是全球性的。（2）所有时间过程（3）人类的作用人类活动影响的加剧，全球变化过程正以前所未有的速度加快进行，人类已经成为导致全球变化的营力之一。开展全球变化研究是为了迎接人类社会所面临的挑战。12阐述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可持续发展必须以适应全球变化为基础，人类对全球变化的适应必须最大限度地符合可持续发展的原则。 （5分）（2）深化对地地球系统的认识，促进地球科学发展 （5分）（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全球变化研究也关注全球变化的环境影响、社会影响，以及对策和政策评估研究，这些研究会促进有关决策科学的发展，提高人类应付全球变化的能力。13阐述人类活动对地球系统产生影响的主要途径。(1)农业生产，农业生产一直是导致环境变化的主要动力，农业区域的扩展和农业土地利用强度的增大使得被转变为农田陆地表面自由区域尺度扩展到全球规模；(2)畜牧业，畜牧业过牧行为导致环境退化；(3)森林的破坏，森林的作用；(4)湿地的破坏，湿地的作用；(5)工业生产，矿产资源的开发，温室气体的排放；(6)生物多样性的破坏；（答其中五条就可以）14海洋对大气运动和气候系统的影响表现在那些方面？一是影响地球大气系统的热力平衡； （4分）二是影响水汽循环； （4分）三是调谐大气运动； （3分）四是降低大气系统的敏感性，调节温室效应。 （4分）15海洋在驱动和响应全球变化中的作用。海洋面积广阔，辐射到海洋表面的日辐射，大部分都能被吸收，海洋贮藏了地球所接收的太阳能并将其转化为驱动物理气候系统的动力。 （3分）海洋对全球大气运动和全球气候系统的重大影响，具体表现在以下几个方面：（1）海洋环流对地球大气系统的能量输送和平衡有重要作用； （3分）（2）大气水汽量的绝大部分由海洋供给，是大气中水汽的主要源地。海洋通国对蒸发和凝结过程的影响气候及其变化， （3分）（3）海洋调谐大气的运动； （3分）（4）海洋降低了气候系统的敏感性，调节温室效应； （3分）16黄土古土壤记录如何反映过去的全球变化?第四纪黄土沉积以黄土层和古土壤层交互沉积为特征，黄土和古土壤层的交互出现是风成堆积作用和成土作用两种对立过程彼此消长的结果。 （5分）当风尘堆积作用大于成土作用时形成黄土层，反之，形成古土壤层。因此，黄土沉积与寒冷的冰期相对应，古土壤则对应于相对湿暖的间冰期。 （5分）从黄土和古土壤序列提取的另一个重要指标是磁化率，也就是物质被磁化的难易程度，磁化率值的变化与降水量的变化有一定的关系。磁化率的差别反映了夏季风强度的差别。 5第17/30页17火山活动对自然环境演变有哪些影响?火山喷发影响着地表形态，改变着地表形态的演化。 （5分）火山喷发也可以造成全球环境的变化。火山喷发能把大量的气体和火山灰抛向天空，通过对平流层化学动力学的影响而介入全球变化过程，可以改变平流层的化学成分并造成化学过程异常，将对大气中的CO2、O3等的平衡产生影响。 （5分）强火山爆发能在平流层下部形成一个持久的含有硫酸盐粒子的气溶胶层，它们存留在平流层中增加了大气的反照率，因而减少了到达地面的直接太阳辐射，进而导致温度下降。 （518简述冰期间冰期之间的转换机制。地球轨道参数的变化引起的太阳辐射的改变。 （3分）（1）冰盖与海冰反馈；北半球冰盖随冰期- 间冰期的转换而发生大幅度的往复进退，这一过程既是对全球温度变化的响应，同时也对全球温度变化起到强烈的正反馈作用，冰盖的扩张与收缩影响到全球海平面的升降。 （3分）（2）大气温室气体的反馈与气溶胶反馈；南极冰芯记录显示，温室气体CO2 和CH4的含量在冰期时减少，在间冰期时增大，呈现与温度变化相同的趋势。这种强相关暗示存在着大气通过温室气体的变化影响温度的反馈作用，使得变冷或变暖的程度加大。 （3分）（3）大洋传送带的变化；大气水汽传输与海洋盐分传输之间存在密切的关系。当水汽从一个大的流域盆地输出到另一个流域时，盐分仍留在原来的流域盆地。以此方式产生的盐分累积必定最终由全球海洋范围内的高盐度水体与低盐度水体的相互交换所抵消。 （3分）（4）火山活动的作用；在第四纪历史上，火山活动的强度有过较大的变化，有可能对冰期- 间冰期的气候变化产生影响。对深海岩芯的研究表明，近2MaBP以来的第四纪期间是火山活动显著加强的时期。在解释末次冰期- 间冰期旋回气候变化的阶段性和一些主要事件时，火山活动的影响受到重视。 （3分）19简述厄尔尼诺事件的形成及其对全球气候变化的影响。在圣诞节前后，中美洲沿岸有一股暖水沿厄瓜多尔和秘鲁海岸向南流动，代替了那里原来的冷水，沿岸上升流也随之减弱或消失，从而影响了那里的海洋动物区系和鱼类，使秘鲁渔场大幅度减产，随后，通常干旱少雨的南美洲西部地区连降大雨，此称为厄尔尼诺事件。 对全球气候变化的影响：（1）厄尔尼诺对热带地区的降雨量有影响，如印尼余粮增多； （4分）（2）对中纬度的大气环流有影响； （4分）（3）厄尔尼诺对中国的异常气候可能有影响，厄尔尼诺年我国东北夏季低温， （4分）20简述全球变化的主要影响层次。全球变化从改变资源的供需关系，改变自然灾害的频率和强度，以及改变自然系统本身的脆弱性等途径改变土地的承载力。 （4分）全球变化首先意味着资源条件的变化，表现为资源数量或质量的变化。 （4分） 全球变化造成某些环境因素对人类的限制程度的增加或减少，导致人类对资源需求的变化。 （4分）自然环境的变化造成资源数量在一定范围内增建会相应的造成某些灾害的强度与频率的改变，如我国东北的低温、冷害的强度和频率在温暖时期均明显的低于寒冷时期。4 全球人口的变化，带来了一系列的资源问题：森林破坏，草原退化，生物多样性的锐减，水资源短缺，海洋污染等。 （4分）21简述全球变化研究的主要内容。（1）全球变化的驱动力和过程 （4分）全球变化的驱动因素可能来自于驱动地球系统运行的地球外力、地球内力和人类活动，也可能来自于地球系统内部各子系统的相互作用。全球变化的过程研究，就是要了解那些控制全球环境状态的关键过程，揭示这些过程的变化所导致的全球变化的内在机理，改进我们对地球系统过程的物理、化学、地质、生物和社会性质及其全球和区域尺度变化趋势的认识，从而为揭示全球变化规律、预测未来的全球变化奠定基础。当前所关注的主要过程包括：气候和水文循环过程、生态系统和生物地球化学循环过程、固体地球过程和人类对地球的影响过程等方面。（2）全球环境变化在时间和空间上的表现形式 （4分）从时间过程上看，全球环境变化表现为一个时期环境的状态或其特征值较另一时期有明显不同。全球变化在不同地区均会有所反映，但不同地区响应全球变化的方式可以各不相同，可以存在着彼此不同的过程。（3）全球变化的影响与人类的响应 （4分）全球变化意味着人类生存条件的变化，势必对人类产生有利或不利的影响。为适应全球变化，人类必须认识全球变化，并采取相应的对策。（4）全球变化信息的获取、处理与分析技术 （3分）全球各种尺度数据的获取、接收、分析处理、汇编存档和使用，决定着全球变化研究的成败。22近代黄土层的粒度较全新世土壤要粗得多，接近末次冰期的黄土粒度，这说明了什么问题？粒度是用来反映黄土粗细的程度地指标， （2分）反映了以下几个方面：（1）粒度的大小差别反映了风力搬运强度的差别；风动力条件强则沉积物的颗粒粗，颗粒细则反映了风动力条件弱， （6分）（2）反映了沉积物的源和汇；粗颗粒的地方反映了是沉积物的源区，细颗粒的地方则反映了是沉积区， （6分）（3）在高原的内部则反映了沉积范围；粗颗粒沉积的快，因此距源区近，细颗粒沉积的慢，距离源区远。 （6分）23利用深海沉积物中氧同位素重建古环境的原理是什么？基本原理是：自然界中存在着18O、17O和16O三种同位素，其中17O含量极少， （5分） 由于同位素分馏作用，在水的蒸发过程中，H216O较H218O更易蒸发，在寒冷期，大量的H216O被固定在大陆冰盖中，大洋中H218O较多， （5分）大洋中的有孔虫介壳中的CO32 -与大洋中的CO32 存在平衡，有孔虫介壳体的CO32 与海水中氧同位素进行交换的过程中，18O进入CO32 的比重受温度的影响，以此来重建古环境。 （5分）24面对全球变化我们的对策应该是什么？人类对全球变化影响的感知和态度是采取应变措施的基础。由于在如何看待全球变化影响的问题上的观点不同，因此所相应采取的对策也不相同。对待全球变化有三种不同的态度，持不同态度的人又有不同的观点。 （4分）对全球变化的态是趋利避害。 （4分）持第二种观点的人所采取的全球变化对策是要防止全球变化的发生，或者要让他们减缓下来，至少对于人类活动引起的全球变化要做到如此。 （4分）不采取任何行动的对策是强调全球变化不可知性的人的做法，这再次表现了一种自然的人类反应。 （4分）全球变化是不可避免的，人类必须在全球变化的基础之上建立对策，采取一切可能的措施把全球变化控制在一定的限度之内，同时在可接受的变化幅度内采取一切可能的措施趋利避害。 （4分）25简述全球变化的敏感区和易受影响的地区有哪些？（1）气候边界地带与生态脆弱带是最易受全球变化冲击的地区，这些地区土地的可利用性及其生产能力的大小常随全球变化而发生显著变化。 （5分）（2）海洋与陆地的交界面，即海岸带，是各种过程结合作用的地区，是受海面升降控制的地区，也是全球变化及变化对人类的影响表现最为强烈的敏感地区之一。 （5分）（3）全球变化的不利影响对社会最脆弱的地区打击最大。 （5分）26全球气候变化的证据有哪些？主要体现在以下几个方面：（1）反映在海陆进退上的变化，也就是海平面的升降；（2）反映在海洋沉积和深海沉积中的氧同位素的变化；（3）第四纪黄土沉积，黄土与古土壤的交替变化；以及从黄土和古土壤中提取的磁化率的变化；（4）孢粉和植物硅酸体的形态变化，反映了植物的类型分布，进而反映了全球环境的变化；1816（5）极地冰芯中的O/O的变化；（6）树木年轮中14C变化，反映了大气中的14C浓度变化的太阳活动和宇宙射线变化的历史；（7）考古和历史文献的纪录； （答其中的五条即可得满分）27全球水循环的特点和作用是什么?水循环过程的意义一方面是水的气相、液相和固相之间的状态转换； （5分）另一方面就气候系统而言，以全球能量和水循环过程为主体的气候和水文系统的过程是有机联系在一起的。水循环过程控制着地球的温度和云层的形成、输送和消散，以及其与太阳辐射的关系；（5分）气候过程则通过水、热、物质和动能的输送，控制着陆、海表面和大气的相互作用，在气候系统中引起一系列重要的反馈过程。 （5分）28人类生存环境正在发生哪些变化？现代人类生存环境正在发生的变化包括以下几个方面：（1）大气圈组成成分的变化，其中以微量气体的变化尤其明显；（2）温度和降水的变化，大气温室气体浓度上升可能已经对地球气候产生了深刻影响主要包括全球变暖，降水的变化；（3）海平面变化，（4）森林生态系统的变化，森林减少对环境的影响可分为区域性影响和具有全球意义的影响；（5）生物多样性的变化，生物多样性在不断减少；度持第一种观点的人对全球变化影响所采取的对策是适应，其基本原则是趋利避害。 （4分）持第二种观点的人所采取的全球变化对策是要防止全球变化的发生，或者要让他们减缓下来，至少对于人类活动引起的全球变化要做到如此。 （4分）不采取任何行动的对策是强调全球变化不可知性的人的做法，这再次表现了一种自然的人类反应。 （4分）全球变化是不可避免的，人类必须在全球变化的基础之上建立对策，采取一切可能的措施把全球变化控制在一定的限度之内，同时在可接受的变化幅度内采取一切可能的措施趋利避害。 （4分）25简述全球变化的敏感区和易受影响的地区有哪些？（1）气候边界地带与生态脆弱带是最易受全球变化冲击的地区，这些地区土地的可利用性及其生产能力的大小常随全球变化而发生显著变化。 （5分）（2）海洋与陆地的交界面，即海岸带，是各种过程结合作用的地区，是受海面升降控制的地区，也是全球变化及变化对人类的影响表现最为强烈的敏感地区之一。 （5分）（3）全球变化的不利影响对社会最脆弱的地区打击最大。 （5分）26全球气候变化的