全球变暖和臭氧层

全球变暖和臭氧层第1页，共29页，2023年，2月20日，星期五本次讲课内容15.1全球变暖与环境污染15.1.1全球变暖与温室效应

温室气体含量的增加与全球气温升高全球变暖的影响减少温室气体排放的途径15.1.2臭氧层的破坏第2页，共29页，2023年，2月20日，星期五下面说几个事实：

1972年6月联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了第一次世界性人类环境会议，通过了《人类环境宣言》和《人类环境行动计划》。

1992年，联合国在巴西召开了环境与发展政府首脑会议，通过了《21世纪议程》，签署了《生物多样性公约》、《气候变化框架条约》等，并且达成了共识——走可持续发展的道路。

我国政府已经签署了《生物多样性公约》和《气候变化框架条约》，并且最早制定了《中国21世纪议程》。1996年3月，八届全国人大第四次会议通过的《国民经济和社会发展“九五”计划和2010年远景目标纲要》，把可持续发展作为重要战略。第3页，共29页，2023年，2月20日，星期五在20世纪时，全球平均接近地面的大气层温度上升了摄氏0.74度。[2004年印度洋海啸美国卡特里娜飓风我国2008年的冻雨澳大利亚的洪灾

难道是世界末日来了吗？经研究是人类活动引起的全球生态问题。即所谓的全球变化第4页，共29页，2023年，2月20日，星期五全球变化（globalchange）:可能改变地球承载能力的全球环境变化——《全球变化研究方案》全球变暖（globalwarming）指的是在一段时间中，地球的大气和海洋因温室效应而造成温度上升的气候变化现象，为公地悲剧之一，而其所造成的效应称之为全球变暖效应。污染（环境污染）指自然的或人为的向环境中添加某种物质而超过环境的自净能力而产生危害的行为。

↑↑第5页，共29页，2023年，2月20日，星期五15.1.1全球变暖与温室效应相对于1860年至1900年期间，全球陆地与海洋温度上升了摄氏0.75度。自1979年，陆地温度上升速度比海洋温度快一倍（陆地温度上升了摄氏0.25度，而海洋温度上升了摄氏0.13度）。根据卫星温度探测，对流层的温度每十年上升摄氏0.12度至0.22度。第6页，共29页，2023年，2月20日，星期五温室效应（GreenHouseEffect）是指星球的大气层透过捕捉辐射使不同部份地区的气温相对稳定的效应。温室气体（GreenhouseGas,GHG）或称温室效应气体是指大气中促成温室效应的气体成分。自然温室气体包括水汽（H2O），水汽所产生的温室效应大约占整体温室效应的60-70%，其次是二氧化碳（CO2）大约占26%，其他还有臭氧（O3）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（又称笑气，N2O）、以及人造温室气体氯氟碳化物（CFCs）、全氟碳化物（PFCs）、氢氟碳化物（HFCs），含氯氟烃（HCFCs）及六氟化硫（SF6）等。第7页，共29页，2023年，2月20日，星期五温室效应的原理图第8页，共29页，2023年，2月20日，星期五2000年后，各地的高温记录经常被打破2003年8月11日，瑞士格罗诺镇录得摄氏41.5度，破139年来的记录。8月10日，英国伦敦的温度达到摄氏38.1度，破了1990年的记录巴黎南部晚上测得最低温度为摄氏25.5度，破了1873年以来的记录。[17]2004年7月，广州的罕见高温打破了53年来的记录。2006年8月16日，中国重庆最高气温高达43度台湾宜兰在2006年7月8日温度高达38.8度，破了1997年的记录

2007年8月16日，日本埼玉县熊谷市温度高达40.9度，破了1933年日本山形市的记录。[第9页，共29页，2023年，2月20日，星期五大气的二氧化碳浓度与全球气候变暖根据南极冰芯中所含气泡组成测定的16万年间大气二氧化碳和温度变化的同步第10页，共29页，2023年，2月20日，星期五根据不同的重组所展示过去2000年的平均地表温度。每十年找一个平均值。特别显示2004年的温度来作参考。第11页，共29页，2023年，2月20日，星期五→→→第12页，共29页，2023年，2月20日，星期五一由于海洋温度升高，海水体积膨胀，南极和格陵兰的大陆冰川也会加速融化，导致海平面上升，会淹没沿海低海拔地区。第13页，共29页，2023年，2月20日，星期五二

由于海洋温度升高，水蒸发加快，大量水气被输送进入大气，会导致局部地区短时间内降雨量突然升高，自然灾害的发生率增加，水土流失加剧。三由于大气温度升高，导致热带传染病向高纬扩散，令蒸发量上升，危机到种群的繁殖和发展。四影响到生物圈中动植物分布的模式及生物多样性，生物的迁徙。第14页，共29页，2023年，2月20日，星期五拉尼娜现象（西班牙语：LaNina），又称反圣婴现象，是一种和厄尔尼诺现象相反的现象，因此用西班牙语中与厄尔尼诺（ElNino）相对应的阴性名词拉尼娜（LaNina）来代表，厄尔尼诺是“男孩”的意思（定冠词专指的男孩，意思是幼年的耶稣，即圣婴），而拉尼娜是“圣女”（女孩）的意思。第15页，共29页，2023年，2月20日，星期五厄尔尼诺-南方涛动，其缩写为ENSO,是大尺度的大气-海洋现象，它在全球尺度上影响生态学系统，是当今世界关注的重大问题。第16页，共29页，2023年，2月20日，星期五沃尔克环流造成拉尼娜现象示意图↑沃尔克环流造成拉尼娜现象示意图第17页，共29页，2023年，2月20日，星期五减少温室气体排放的途径关键：控制温室气体的排放此外，应该提倡植树种草，保护和发展森林资源，提高森林覆盖面积途径改进能源结构提高能源效率第18页，共29页，2023年，2月20日，星期五臭氧层的破坏臭氧层是指大气层的平流层中臭氧浓度相对较高的部分，主要作用是吸收短波紫外线。臭氧层密度不是很高，如果它被压缩到对流层的密度，它会只有几毫米厚了。北半球的臭氧层厚度每年减少4%。现在大约4.6%的地球表面没有臭氧层，这些地方成为臭氧层空洞，大多在两极之上。第19页，共29页，2023年，2月20日，星期五

散逸层（800km～2000km至3000km）

热层（80至85km～800km）

中间层（50km～80至85km）

平流层（7至11km～50km）

对流层（0km～7至11km）

地球大气层第20页，共29页，2023年，2月20日，星期五臭氧层中，臭氧与氧气的循环。第21页，共29页，2023年，2月20日，星期五臭氧层中有三种氧的同素异形体参与循环：氧原子（O）、氧气分子（O2）和臭氧（O3），氧气分子在吸收波长小于240纳米的紫外线后，被光解成两个氧原子，每个氧原子会和氧气分子重新组合成臭氧分子。臭氧分子会吸收波长为310-200纳米的紫外线，又会分解为一个氧气分子和一个氧原子，最终氧原子和臭氧分子结合形成两个氧气分子。O+O3→2O2Cl+O3→ClO+O2ClO+O3→Cl+2O2第22页，共29页，2023年，2月20日，星期五CFCl3+hν→CFCl2+Cl其中'h'为普朗克常数，'ν'为电磁波的频率。游离的氯和溴原子通过催化作用，会消耗臭氧[4]。一个氯原子会和一个臭氧分子作用，夺去其一个氧原子，形成ClO，使其还原为氧气分子，而ClO会进一步和另外一个臭氧分子作用，产生两个氧气分子并还原成氯原子，然后继续和臭氧作用。Cl+O3→ClO+O2ClO+O3→Cl+2O2这种催化作用导致臭氧的进一步消耗，直到氯原子重新回到对流层，形成其他化合物而被固定，例如形成氯化氢或氮氯化合物等，这一过程大约持续有两年时间。第23页，共29页，2023年，2月20日，星期五臭氧层破洞，2006年9月第24页，共29页，2023年，2月20日，星期五北极地区在比正常年份温暖的1984年和极端寒冷的1997年产生的臭氧层破洞情况第25页，共29页，2023年，2月20日，星期五臭氧总量卫星观测仪器测量的按年份递减的臭氧层厚度值第26页，共29页，2023年，2月20日，星期五每月全球臭氧层平均厚度值（1DU=标准温度和气压下10微米厚度）第27页，共29页，2023年，2月20日，星期五随着CFC和甲基溴被禁止，