地球的温室效应

温室效应温室效应 教学课时 2 课时 教学课型 讲授课 教学目标教学目标 一 知识与技能 1 了解什么是温室效应 2 知道温室效应形成的原因以及带来的严重后果 3 懂得保护环境 二 过程与方法 通过查找及教师的讲解 了解温室效应效应产生的原因和带来的严重后果 并 懂得保护环境 三 情感 态度与价值观 通过学习温室效应 懂得学会保护环境 保护地球 教学重点与难点教学重点与难点 一 重点 温室效应形成的原因以及带来的严重后果 二 难点 温室效应形成的原因以及带来的严重后果以及如何减少温室效应 教学过程教学过程 一 引入新课 二 新课教学 温室效应 又称 花房效应 是大气保温效应的俗称 由环境污染引起的温室效应是 指地球表面变热的现象 温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭 石油和天然 气放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的 因此减少碳排放有利于改善温室效应状况 形成原因形成原因 温室效应温室效应加剧主要是由于现代 化工业社会燃烧过多煤炭 石油和天然气 这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进 入大气造成的 二氧化碳气体具有吸热和隔 热的功能 它在大气中增多的结果是形成一 种无形的玻璃罩 使太阳辐射到地球上的热 量无法向外层空间反射 其结果是地球表面 变热起来 因此 二氧化碳也被称为温室气 体 温室效应主要是由于现代化工业社会过 多燃烧煤炭 石油和天然气 大量排放尾气 这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进 入大气造成的 二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能 它在大气中增多的结果是形成一种 无形的玻璃罩 使太阳辐射到地球 上的热量无法向外层空间发散 对 紫外线进行反射 其结果是地球表 面变热起来 因此 二氧化碳也被 称为温室气体 人类活动和大自然还排放其他 温室气体 它们是 氟氯烃 CFC 甲烷 低空臭氧 和氮 氧化物气体 地球上可以吸收大量 二氧化碳的是海洋中的浮游生物和 陆地上的森林 尤其是热带雨林 影响影响 温室气体有效地吸收地球表面 大气本身相同气体和云所发射出的红外辐射 大气辐射向 所有方向发射 包括向下方的地球表面的放射 温室气体则将热量捕获于地面 对流层系 统之内 这被称为 自然温室效应 大气辐射与其气体排放的温度水平强烈耦合 在对流 层中 温度一般随高度的增加而降低 从某一高度射向空间的红外辐射一般产生于平均温 度在 19 的高度 并通过太阳辐射的收入来平衡 从而使地温室效应球表面的温度能保持 在平均 1 4 温室气体浓度的增加导致大气对红外辐射不透明性能力的增强 从而引起 由温度较低 高度较高处向空间发射有效辐射 这就造成了一种辐射强迫 这种不平衡只 能通过地面 对流层系统温度的升高来补偿 这就是 增强的温室效应 如果大气不存在这 种效应 那么地表温度将会下降约 3 度或更多 反之 若温室效应不断加剧 全球温度也 必将逐年持续升高 在 2006 年公布的气候变化经济学报告中显示 如果我们继续现在的生活方式 到 2100 年 全球气温将有 50 的可能会上升 4 摄氏度多 同时 英国 卫报 表示 气温如果这样升 高就会打乱全球数百万人的生活 甚至全球的生态平衡 最终导致全球发生大规模的迁移 和冲突 1 全球变暖 温室气体浓度的增加会减少红外线 辐射放射到太空外 地球的气候因此需 要转变来使吸取和释放辐射的份量达至 新的平衡 这转变可包括 全球性 的地 球表面及大气低层变暖 因为这样可以 将过剩的辐射排放出外 虽然如此 地 球表面温度的少许 上升可能会引发其 他的变动 例如 大气层云量及环流的 转变 当中某些转变可使地面变暖加剧 正反馈 某些则可令变暖过程减慢 负反馈 温室效应利用复杂的气候模式 政府 间气候变化专门委员会 在第三份评估报告估计全球的地面平均气温会在 2100 年上升 1 4 至 5 8 这预计已考虑到大气 层中悬浮粒子倾于对地球气候降温的效应与及海洋吸收热 能的作用 海洋有较大的热容量 但是 还有很多未确定的因素会影响 这个推算结果 例如 未来温室气体排放量的预计 对气候转变的各种反馈过程和海洋吸热的幅度等等 2 地球上的病虫害增加 温室效应可使史前致命病毒威胁人类 美国科学家近日发出警告 由于全球 气温上升令北极冰层溶化 被冰封十 几万年的史前致命病毒可能会重见天 日 导致全球陷入疫症恐慌 人类生 命受到严重威胁 温室效应纽约锡拉 丘兹大学的科学家在最新一期 科学 家杂志 中指出 早前他们发现一种 植物病毒 TOMV 由于该病毒在大气 中广泛扩散 推断在北极冰层也有其 踪迹 于是研究员从格陵兰抽取 4 块 年龄由 500 至 14 万年的冰块 结果在冰层中发现 TOMV 病毒 研究员指该病毒表层被坚 固的蛋白质包围 因此可在逆境生存 这项新发现令研究员相信 一系列的流行性感冒 小儿麻痹症和天花等疫症病毒可能 藏在冰块深处 目前人类对这些原始病毒没有抵抗能力 当全球气温上升令冰层溶化时 这些埋藏在冰层千年或更长的病毒便可能会复活 形成疫症 科学家表示 虽然他们不知 道这些病毒的生存希望 或者其再次适应地面环境的机会 但肯定不能抹煞病毒卷土重来 的可能性 3 海平面上升 温室效应假若 全球变暖 正在发生 有两种过程会导 致海平面升高 第一种是海水受热膨胀令水平面上升 第 二种是冰川和格陵兰及南 极洲上的冰块溶解使海洋水份 增加 预期由 1900 年至 2100 年地球的平均海平面上升 幅度介乎 0 09 米至 0 88 米之间 全球暖化南太小岛即将没顶全球暖化使南北极的冰层 迅速融化 海平面不断上升 世界银行的一份报告显示 即使海平面只小幅上升 1 米 也足以导致 5600 万发展中 国家人民沦为难民 而全球第一个被海水淹没的有人居住 岛屿即将产生 位于南太平洋国家巴布亚新几内亚的岛 屿卡特瑞岛 目下岛上主要道路水深及腰 农地也全变成 烂泥巴地 4 气候反常 气候反常 极端天气多是因为全球性温室效应 即二氧化碳这种温室气体浓度增加 使热量不能发散到外太空 使地球变成一个保温瓶 而且还是不断加温的保温瓶 全球温度 升高 使得南北极冰川大量融化 海平面上升 导致海啸 台风 夏天非常热 冬天非常 冷的气候反常 极端天气多 5 土地沙漠化 土地沙漠化是一个全球性的环境问题 有历史记载以来 中国已有 1200 万公顷的土 地变成了沙漠 特别是近 50 年来形成的 现代沙漠化土地 就有 500 万公顷 据联合国环境 规划署 UNEP 调查 在撒哈拉沙漠的南部 沙漠每年大约向外扩展 150 万公顷 全世 界每年有 600 万公顷的土地发生沙漠化 每年给农业生产造成的损失达 260 亿美元 1 2 3 从 1968 年到 1984 年 非洲撒哈拉沙漠的南缘地区发生了震惊世界的持续 17 年的大旱 给这些国家造成了巨大经济损失和灾难 死亡人数达 200 多万 3 沙漠化使生物界的生存 空间不断缩小 已引起科学界和各国政府的高度重视 5 年前我们提出 气候变冷和构造 活动变弱是沙漠化的主要原因 人类活动加速了沙漠化的进程 4 近期中国科学家对罗布 泊的科学考察提供了不可辩驳的证据 三 如何减少温室效应三 如何减少温室效应 为减少大气中过多的二氧化碳 一方面需要人们尽量节约用电 因为发电烧煤 少 开汽车 另一方面保护好森林和海洋 比如不乱砍滥伐森林 不让海洋受到污染以保护浮 游生物的生存 我们还可以通过植树造林 减少使用一次性方便木筷 节约纸张 造纸用 木材 不践踏草坪等等行动来保护绿色植物 使它们多吸收二氧化碳来帮助减缓温室效 应 碳粒粉尘并不是不可避免的东西 随着内燃机品质的不断提高 甚或不使用内燃机的 交通工 具的问世 不能烧尽而剩余的碳粒是可以减少的 汉森博士的学说能够成立 则给 地球带来了降温的新希望 但愿地球早日退烧 工业革命前大气中二氧化碳含量是 280ppm 如按目前增长的速度 到 2100 年二氧 化碳含量将增加到 550ppm 即几乎增加一倍 全世界的许多气象学家都在努力研究 CO2含量增加一倍以后 到 2100 年全球的平均气温会增高多少 目前采用的具体办法是 根据大气运动规律和物理状态变化规律 设计成数值模式进 行计算 不过 由于人们对大气运动变化规律认识得还不够完善 采取的简化计算办法不 同 各个模式的计算结果常相差很大 为此 80 年代美国科学院组织了评估委员会 对这 些模式的结果进行研究和综合评估 最终得出 CO2倍增后全球平均气温将上升 3 土 1 5 即 1 5 4 5 这就是对本问题最有权威的组织 联合国 IPCC 第一次 报告 中 采用的数字 面对此数据 科学人员一下策略来应对 1 鼓励使用太阳能 譬如推动所谓 阳光计划 之类 这方面的努力能使化石燃料用量相对减少 因此对于降低 温室效应具备直接效果 不过 就算积极推动此项方案 对于 2050 年为止的温暖化 只 具 4 左右的抑制效果 其效果似乎未如人们的期待 2 开发替代能源 利用生物能源 Biomass Energy 作为新的干净能源 亦即利用植物经由光合作用制造出 来的有机物充当燃料 藉以取代石油等既有的高污染性能源 3 彻底 简单 最佳方案 温室效应地球表面的 C 循环 从大气中的 CO2经过植物的光合 作用 变成 C 经过 植物的呼吸 作用 自然分解者分解 燃烧 动物的呼吸作用等等化学 生物过 程 变成 CO2 重新返回大气 本来上天已经安排好了一切 把地球表面上那些过多的对人类和地球上所有生物有害的 CO SO2 都以矿物质的形式埋到了地下 是人类自己把它们挖出来使用 才会造成温室 效应 引起了气候变暖 酸雨也是 4 最终方案 逐步停止到最后全面停止石油 煤炭 天然气 硫磺 的开采和使用 并且 通过什么途径把过多的 C 从地球表面上消失 把过多的 C 埋到地下 这应该是人类 目前所必须做的 地球表面的 C 循环 那总之就是一个循环 没有人可以阻止地球表面 上的 C 氧化的 很显然 温室效应是在工业革命之后才有的 应该说是 人类把 C 挖出来使用后才出 现的 种树 对于温室效应只是暂时的 对 CO2减少只是暂时的 因为发生化学反应 C 原子数量不变 很显然的地球表面上的 C 那就是一个循环的 连到小学生都会想明白的 不断往这个循环里面加入 C 就只会使得 地球表面上的 C 越来越多的 很显然的 当天 然气以及那些所有的燃料都被挖出来使用后 地球表面的情况 就会跟亿万年以前的地球 一样了 这样的话 不仅物种会死 人也会死的啊 开发新能源具有非常 沉重的历史使命 开发新能源就是拯救地球 开发新能源就 是拯救全人类 总之 那些地下 C 都是不可再生的能源 迟早都会用完的 但是树林对 于生态系统的作用是很大的 四 新说 自 1975 年以来 地球表面的平均温度已经上升了 0 9 华氏度 0 5 摄氏度 由温 室效应导致的全球变暖已成了引起世人关注的焦点问题 学术界一直被公认的学说认为由 于燃烧煤 石油 天然气等产生的二氧化碳是导致全球变暖的罪魁祸首 然而经过几十年 的观察研究 来自美国 Goddard 空间研究所的詹姆斯 汉森博士提出新观点 认为温室气 体主要不是二氧化碳 而是碳粒粉尘等物质 碳粒粉尘是一种固体颗粒状物质 主要是由于燃烧煤和柴油等高碳量的燃料时碳利用 率太低而造成的 它不仅浪费资源 更引起了环境的污染 众多的碳粒聚集在对流层中导 致了云的堆积 而云的堆积便是温室效应的开始 因为 40 至 90 的地面热量来自由云层 所产生的大气 逆辐射 云层越厚 热量越是不能向外扩散 地球也就越裹越热了 汉森博士对于各种温室气体的含量变化都做了整理记录 发现在 1950 至 1970 年间 二氧 化碳 的含量增长了近两倍 而从 70 年代到 90 年代后期 二氧化碳含量则有所减少 用 目前流行的理论很难解释仍在恶化的全球变暖的现象 汉森博士认为 除了碳粒粉