温室气体排放与全球气候变化学习教案

1、会计学1温室气体温室气体(qt)排放与全球气候变化排放与全球气候变化第一页，共78页。第1页/共77页第二页，共78页。第2页/共77页第三页，共78页。第3页/共77页第四页，共78页。温室气体种类(zhngli)和作用种类增温效应(%)生命期(年)二氧化碳（CO2）6350200甲烷（CH4）151217氧化亚氮（N2O）4120氢氟碳化物（HFCS）全氟化碳（PFCS）1113.350000六氟化硫（SF6）及其它7？第4页/共77页第五页，共78页。第5页/共77页第六页，共78页。第6页/共77页第七页，共78页。排放温室气体的人类活动（一）化石能源燃烧活动（二氧化碳(r yng h

2、u tn)等）化石能源开采过程中的排放和泄漏（二氧化碳(r yng hu tn)和甲烷）部分工业生产 过程(如水泥生产)（二氧化碳(r yng hu tn)）第7页/共77页第八页，共78页。排放温室气体的人类活动（二） 农业(如水稻(shudo) （甲烷） 畜牧业(如牛等反刍动物消化) （甲烷） 废弃物处理 （甲烷和二氧化碳） 土地利用变化减少对二氧化碳的吸收（如森 林砍伐）第8页/共77页第九页，共78页。第9页/共77页第十页，共78页。第10页/共77页第十一页，共78页。第11页/共77页第十二页，共78页。第12页/共77页第十三页，共78页。第13页/共77页第十四页，共78页。

3、第14页/共77页第十五页，共78页。图2第15页/共77页第十六页，共78页。第16页/共77页第十七页，共78页。第17页/共77页第十八页，共78页。第18页/共77页第十九页，共78页。第19页/共77页第二十页，共78页。第20页/共77页第二十一页，共78页。第21页/共77页第二十二页，共78页。第22页/共77页第二十三页，共78页。地球系统地球系统(xtng)不同碳库间的碳循环不同碳库间的碳循环大气(dq)与海洋地壳(dqio)生物圈地幔层光合作用呼吸与衰亡埋藏俯冲海床扩张风化作用火山活动图3第23页/共77页第二十四页，共78页。图中给出的是年平均碳通量（Gtc/yr）。黑

4、箭头：工业化前自然通量；红箭头：人类活动通量。净的陆地损失（-39Gtc）由累积化石(hush)燃料排放减大气增加再减海洋储存倒算得到。-140Gtc代表土地利用变化造成的累积排放，并要求101Gtc的陆地生物圈汇。GPP是年平均总陆地初级生产力。19901990年代年代(nindi)(nindi)全球碳循环示意图全球碳循环示意图图4 第24页/共77页第二十五页，共78页。第25页/共77页第二十六页，共78页。第26页/共77页第二十七页，共78页。呼吸与衰亡：呼吸与衰亡： CH2O+O2 CH2O+O2 CO2+H2OCO2+H2O；即使有机物质氧化）即使有机物质氧化）第27页/共77页

5、第二十八页，共78页。第28页/共77页第二十九页，共78页。第29页/共77页第三十页，共78页。第30页/共77页第三十一页，共78页。第31页/共77页第三十二页，共78页。第32页/共77页第三十三页，共78页。第33页/共77页第三十四页，共78页。第34页/共77页第三十五页，共78页。大气(dq)海洋(hiyng)石灰岩碳WM石灰岩离子(lz)变质岩石英MWMW长期无机碳循环，或碳酸硅酸循环。S：沉积；M：变质作用；W：风化作用钙硅图5 第35页/共77页第三十六页，共78页。第36页/共77页第三十七页，共78页。CO2+CO32-+H2O 2HCO3- CO2+CO32-+H

6、2O 2HCO3- （4 4）这把加入的碳送入重碳酸盐库中，这把加入的碳送入重碳酸盐库中，而海洋酸度并无增加，海洋以这而海洋酸度并无增加，海洋以这种方式吸收和缓冲种方式吸收和缓冲CO2CO2的能力受到的能力受到碳酸盐库中离子多少的限制。碳酸盐库中离子多少的限制。第37页/共77页第三十八页，共78页。第38页/共77页第三十九页，共78页。能是未来几个世纪甲烷大气浓度演变(ynbin)的一个重要因子。第39页/共77页第四十页，共78页。第40页/共77页第四十一页，共78页。第41页/共77页第四十二页，共78页。第42页/共77页第四十三页，共78页。图6第43页/共77页第四十四页，共7

7、8页。 排放到大气中的碳，约不到一半仍留在大气中以增加大气中CO2的浓度。其余部分通过光合作用和吸收过程清除掉，存储于陆地生态 系统(xtng)和海洋库中。清除的碳量每年变化很大，由小于20%到大于70%。这是因为清除过程对全球气候的变化很敏感。第44页/共77页第四十五页，共78页。19401920190002468图7第45页/共77页第四十六页，共78页。化石燃料燃烧排放的化石燃料燃烧排放的CO2CO2存储于大气部分存储于大气部分(b fen)(b fen)的变化趋势，可以看的变化趋势，可以看到其年际变化很大，平均约到其年际变化很大，平均约50%50%（DanmanDanman，2007

8、2007）（a）大气(dq)CO2浓度的年增长率（IPCC,2007）（b）矿物燃料燃烧排放的CO2居留于大气中部分的变化趋势。通过(tnggu)陆地生态系统和海洋的吸收，清除50%左右。但这个量逐年变化很大。（Denman，2007）图8第46页/共77页第四十七页，共78页。第47页/共77页第四十八页，共78页。第48页/共77页第四十九页，共78页。第49页/共77页第五十页，共78页。第50页/共77页第五十一页，共78页。第51页/共77页第五十二页，共78页。1980s1980s1990s1990s2000-20052000-2005TARTAR修正的修正的TARTARTARTA

9、RAR4AR4AR4AR4大气增加大气增加3.33.30.10.13.33.30.10.13.23.20.10.13.23.20.10.14.14.10.10.1排放（化石排放（化石+ +水泥）水泥）5.45.40.10.15.45.40.10.16.46.40.40.46.46.40.40.47.27.20.30.3净海气通量净海气通量-1.9-1.90.60.6-1.8-1.80.80.8-1.7-1.70.50.5-2.2-2.20.40.4-2.2-2.20.50.5净陆气通量净陆气通量-0.2-0.20.70.7-0.3-0.30.90.9-1.4-1.40.70.7-1.0-1.0

10、0.60.6-0.9-0.90.60.6土地利用变土地利用变化通量化通量1.71.7（0.6-2.50.6-2.5）1.41.4（0.4-2.30.4-2.3）nono1.61.6（0.5-2.70.5-2.7）nono陆地汇余项陆地汇余项-1.9-1.9（-3.8-3.8-0.3-0.3）-1.7-1.7（-3.4-0.2-3.4-0.2）nono-2.6-2.6（-4.3-4.3-0.9-0.9）nono表表1 1 全球全球(qunqi)(qunqi)碳收支（碳收支（IPCC)IPCC)第52页/共77页第五十三页，共78页。类排放，大气中类排放，大气中CO2CO2南半球比北半南半球比北半

11、球高球高0.8ppm0.8ppm，这可能是由于海洋，这可能是由于海洋环流的输送结果环流的输送结果(ji gu)(ji gu)。1990s1990s的的6.46.40.4 GtC/0.4 GtC/年，从年，从1990s1990s到到2000-20052000-2005年，又攀升到年，又攀升到7.27.20.3 GtC/0.3 GtC/年。对于土地利用年。对于土地利用变化，在变化，在TARTAR时期，为时期，为1.71.7（0.6-0.6-2.52.5） GtC/ GtC/年（年（1980s1980s）。主要由）。主要由热带毁林造成，农业和森林是全热带毁林造成，农业和森林是全球碳收支中最不确定的部

12、分，如球碳收支中最不确定的部分，如果在全球碳收支中土地利用源取果在全球碳收支中土地利用源取高值，则未扰动生态系统吸收的高值，则未扰动生态系统吸收的陆地余项应是一大值的陆地余项应是一大值的CO2CO2汇。汇。第53页/共77页第五十四页，共78页。图图8 8 南北半球南北半球CO2CO2浓度差（见浓度差（见Y Y轴）（轴）（PPM)PPM)，由，由Mauna LoaMauna Loa与南极年平均浓度计算得到。横坐标是年化石燃烧排放，直线是回归曲线。观测说明，与南极年平均浓度计算得到。横坐标是年化石燃烧排放，直线是回归曲线。观测说明，Co2Co2浓度南北差正比于化石燃料使用浓度南北差正比于化石燃料

13、使用(shyng)(shyng)的增加，验证了人类活动对排放的影响。的增加，验证了人类活动对排放的影响。第54页/共77页第五十五页，共78页。第55页/共77页第五十六页，共78页。第56页/共77页第五十七页，共78页。三种主要海洋碳泵制约着自然的大气CO2变化：溶解泵，生物碳泵和碳酸钙反泵。海洋对人类CO2的吸收由海表无机碳的吸收与人类碳从海表到深海的吸收决定。如海洋环流不变，因为营养循环不变，生物泵不受太大影响。如果海洋环流减慢，人类碳的吸收由无机缓冲过程和物理输送决定。但如果其下沉(xi chn)速度不变，海洋颗粒物通量可达到深海。海气(hi q)界面与碳循环图10第57页/共77页

14、第五十八页，共78页。海表和低层大气(dq)相互作用图排放径流气溶胶降雨感热潜热交换干湿沉降pH调节氧化化学冰辐射海盐质点气体交换营养物浮游植物 细菌浮游动物 病菌光化学溶解有机物图11第58页/共77页第五十九页，共78页。第59页/共77页第六十页，共78页。第60页/共77页第六十一页，共78页。第61页/共77页第六十二页，共78页。第62页/共77页第六十三页，共78页。第63页/共77页第六十四页，共78页。第64页/共77页第六十五页，共78页。第65页/共77页第六十六页，共78页。第66页/共77页第六十七页，共78页。第67页/共77页第六十八页，共78页。第68页/共77页第六十九页，共78页。第69页/共77页第七十页，共78页。第70页/共77页第七十一页，共78页。第71页/共77页第七十二页，共78页。第72页/共77页第七十三页，共78页。第73页/共77页第七十四页，共78页。1. 大气(dq)CO2海洋CO26. C源有机(yuj)碳（如甲烷）无机碳（碳酸盐）4. C汇无机有机O2被埋藏的有机碳3. C输送通风沉积上翻2.光合作用CO2+营养=有机C+O25. 再矿物化有机C+O2=CO2+营养加拿大碳汇评估，2008图12第74页/共77页第七十五页，共78页。第75页/共77页第七十六页，共78页。第76页/共77页第七十七页，共78页。