气候变化与气候系统2.ppt

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1、第一章第一章 气候变化产生的影响气候变化产生的影响人类生存环境正在发生的重大改变人类生存环境正在发生的重大改变气候变化气候变化 温度升高温度升高大气成分的变化大气成分的变化 温室气体、气溶胶增加，臭氧洞温室气体、气溶胶增加，臭氧洞海洋的变化海洋的变化 海面温度升高海面温度升高 海平面上升海平面上升陆地水体的变化陆地水体的变化 江河水位下降江河水位下降 湖泊干涸湖泊干涸 水资源短缺水资源短缺生物多样性的变化生物多样性的变化 物种消失度物种消失度土地覆盖的变化土地覆盖的变化 热带雨林及草原的破坏、荒漠化热带雨林及草原的破坏、荒漠化人类社会的变化人类社会的变化 人口增长和城市化人口增长和城市化自然灾

2、害的变化自然灾害的变化 干旱和洪涝灾害发生频率增加干旱和洪涝灾害发生频率增加 气候变化气候变化 全球变化的核心问题全球变化的核心问题研究表明研究表明：近百年来近百年来,地球气候正经历一次以全球变暖为主要特征的地球气候正经历一次以全球变暖为主要特征的显著变化。显著变化。近近5050年的气候变暖主要是人类使用矿物燃料排放的大量二年的气候变暖主要是人类使用矿物燃料排放的大量二氧化碳等温室气体的增温效应造成的。氧化碳等温室气体的增温效应造成的。近百年我国气候也在变暖近百年我国气候也在变暖,气温上升了气温上升了0.60.7,以冬季和以冬季和西北、华北、东北最为明显。西北、华北、东北最为明显。1985年以

3、来年以来,我国已连续出现了我国已连续出现了17个全国大范围个全国大范围暖冬。降暖冬。降水自水自20世纪世纪50年代以后逐渐减少年代以后逐渐减少,华北地区出现了暖干化趋势。华北地区出现了暖干化趋势。全球变暖全球变暖北半球表面平均温度的异常北半球表面平均温度的异常20世纪是世纪是14世纪以来最暖的世纪以来最暖的世纪，全球平均世纪，全球平均温度升高了温度升高了0.6左右。左右。（误差（误差0.2）20世纪世纪90年代年代时时20世纪最暖的世纪最暖的10年，年，1998年年最热的一年。最热的一年。气候变暖的表现。气候变暖的表现。2020世纪世纪6060年代后期以来，冰雪覆盖的面积已经减年代后期以来，冰

4、雪覆盖的面积已经减少了少了10%10%。20 20世纪全球海平面平均上升了世纪全球海平面平均上升了0.10.10.2m0.2m。20 20世纪以来，降水量在上升。世纪以来，降水量在上升。（在北半球中高海拔的地区，每（在北半球中高海拔的地区，每1010年，降水量就上升年，降水量就上升 0.50.51%1%）20 20世纪世纪7070年代中期以来，厄尔尼诺现象发生的次年代中期以来，厄尔尼诺现象发生的次数更多，这导致了很多地区的气候异常。数更多，这导致了很多地区的气候异常。（如在一些地区，旱灾发生的频率和程度也在明显的提高）（如在一些地区，旱灾发生的频率和程度也在明显的提高）科学家对于未来科学家对于

5、未来100100年的全球气候变化的预测年的全球气候变化的预测:(1)2100(1)2100年年,地球平均地表气温将比地球平均地表气温将比19901990年上升年上升1.41.4 5.85.8。相当于相当于2020世纪内增温值世纪内增温值(0.6(0.6左右左右)的的2 2 1010倍倍,可能是近可能是近1 1万年中万年中增温最显著的速率。增温最显著的速率。全球平均降水将会增加全球平均降水将会增加,北半球雪盖和海冰范围将进一步北半球雪盖和海冰范围将进一步 缩小。缩小。全球平均海平面将比全球平均海平面将比19901990年上升年上升0.090.09 0.88m0.88m。一些极端事。一些极端事件件

6、(高温天气、强降水、热带气旋强风等高温天气、强降水、热带气旋强风等)发生的频率会增加。发生的频率会增加。(2)(2)我国气候将继续变暖。到我国气候将继续变暖。到20202020 20302030年年,全国平均气温将全国平均气温将上升上升1.71.7；到；到20502050年年,全国平均气温将上升全国平均气温将上升2.22.2。我国气候变。我国气候变暖的幅度由南向北增加；不少地区降水出现增加趋势暖的幅度由南向北增加；不少地区降水出现增加趋势,但华北和但华北和东北南部等一些地区将出现继续变干的趋势。东北南部等一些地区将出现继续变干的趋势。人类何以应对全球气候变暖？人类何以应对全球气候变暖？据预测，

7、即使采取相应的措施，温室气体对气候的据预测，即使采取相应的措施，温室气体对气候的影响仍然将持续几个世纪。因此，我们应立即采取削影响仍然将持续几个世纪。因此，我们应立即采取削减化石燃料的使用量（行动之一）。减化石燃料的使用量（行动之一）。碳循环模型显示，即使人类把二氧化碳的排放量限碳循环模型显示，即使人类把二氧化碳的排放量限制在制在19901990年的水平，也需要几十年，甚至一、两个世年的水平，也需要几十年，甚至一、两个世纪才能把大气中的二氧化碳浓度维持在百万分之纪才能把大气中的二氧化碳浓度维持在百万分之450450、650650或者或者10001000的水平。的水平。据据IPCCIPCC模型的

8、预测模型的预测 1990 199021002100年，全球平均气温仍将上升年，全球平均气温仍将上升1.41.45.85.8 大气成分的变化大气成分的变化大气中温室气体含量和污染物迅速增长大气中温室气体含量和污染物迅速增长大气中温室气体含量和污染物迅速增长大气中温室气体含量和污染物迅速增长大气中的大气中的COCO2 2含量在近含量在近200200年时间里一直在上升。年时间里一直在上升。近百年来，由于人类活动而排放到大气中的近百年来，由于人类活动而排放到大气中的COCO2 2约约3030亿吨亿吨/年。年。CHCH4 4增加了增加了151%151%N N2 2O O增加了增加了17%O17%O3 3

9、增加了增加了36%36%（对流层）（对流层）大气中的二氧化碳、甲烷等气体具有正的温室效应；大气中的二氧化碳、甲烷等气体具有正的温室效应；（促进升温）（促进升温）大气中的尘埃和二氧化硫具有负的温室效应。大气中的尘埃和二氧化硫具有负的温室效应。（降低气温）（降低气温）太阳活动也会对气候造成影响。太阳活动也会对气候造成影响。随着工业时代的来临，各种温室气体的浓度一直随着工业时代的来临，各种温室气体的浓度一直在上升。在上升。17501750年以来，大气中的年以来，大气中的COCO2 2浓度上升了浓度上升了31%31%，增长速度惊人。，增长速度惊人。人类排放的人类排放的COCO2 2中，中，75%75%

10、是由于燃烧化石燃料（煤、石油）造成是由于燃烧化石燃料（煤、石油）造成的。在过去的的。在过去的2020年里，年里，COCO2 2的浓度一直以每年百万分之的浓度一直以每年百万分之1.51.5的速的速率递增。率递增。CHCH4 4温室气体之一，在温室气体之一，在150150年里，其浓度上升了年里，其浓度上升了1010亿分之亿分之10601060，且仍然在增加。其中大约一半以上的甲烷是人工排放的。，且仍然在增加。其中大约一半以上的甲烷是人工排放的。N N2 2O O温室气体温室气体之一，之一，在在150150年里，年里，其其浓度上升了浓度上升了1010亿分之亿分之4646。人类活动产生的大气悬浮微粒可

11、以减轻温室效应，人类活动产生的大气悬浮微粒可以减轻温室效应，但是它们存在的时间很短。但是它们存在的时间很短。在过去的一个世纪中，自然因素对于气候变化的在过去的一个世纪中，自然因素对于气候变化的影响也非常小。即温室气体对于气候变化占有支配地影响也非常小。即温室气体对于气候变化占有支配地位。不能指望其他的因素削弱温室效应。位。不能指望其他的因素削弱温室效应。对于自然因素的模拟，模型与实际的观测数据重对于自然因素的模拟，模型与实际的观测数据重合的只有合的只有2020世纪上半叶。世纪上半叶。对于人为因素的模拟，大部分时间对于人为因素的模拟，大部分时间模型与实际的模型与实际的观测数据观测数据是重合的。是

12、重合的。考虑自然和人为因素的共同作用后，模型的预言考虑自然和人为因素的共同作用后，模型的预言与实际观测结果吻合的相当好了与实际观测结果吻合的相当好了 图中有一些不尽如人意的地方。图中有一些不尽如人意的地方。表明气候变化模表明气候变化模型的不完善。但能证明了人类活动与气候变化是相关型的不完善。但能证明了人类活动与气候变化是相关联的。联的。二氧化碳的温室效应二氧化碳的温室效应全全球球变变暖暖的的主主要要原原因因燃燃烧烧化化石石燃燃料料大大量量森森林林被被砍砍伐伐排排放放大大量量二二氧氧化化碳碳二二氧氧化化碳碳消消耗耗减减少少大大气气中中二二氧氧化化碳碳浓浓度度增增加加二二氧氧化化碳碳强强烈烈吸吸收

13、收红红外外线线全全球球变变暖暖臭氧层的破坏和南极臭氧洞臭氧层的破坏和南极臭氧洞7070年代发现，全球大气的臭氧总量以每年年代发现，全球大气的臭氧总量以每年0.2%0.2%的速度减少，的速度减少，8080年代发现南极臭氧洞。年代发现南极臭氧洞。(85(85年为年为13001300万万kmkm2 2 ，9494年为年为13001300万万kmkm2 2)O O3 3的减少，到达地面的紫外辐射增加，危及人类健康、破坏的减少，到达地面的紫外辐射增加，危及人类健康、破坏生态平衡、增加光化学烟雾污染、导致气候变暖生态平衡、增加光化学烟雾污染、导致气候变暖海海海海 洋洋洋洋 的的的的 变变变变 化化化化海面

14、温度升高海面温度升高海平面上升海平面上升。土土地地覆覆盖盖的的变变化化森林和草原，尤其是热带雨林的严重破坏森林和草原，尤其是热带雨林的严重破坏森林和草原，尤其是热带雨林的严重破坏森林和草原，尤其是热带雨林的严重破坏近近300年来全球森林年来全球森林面积减少了面积减少了11.62亿公亿公顷，与原有森林面积顷，与原有森林面积60亿公顷相比减少了大约亿公顷相比减少了大约20%。热带雨林面积热带雨林面积以每年以每年2.2%的速率递减的速率递减近近300年来全球草原年来全球草原面积减少了面积减少了7200万公顷，退化草原面积占万公顷，退化草原面积占20%美丽的亚马逊热带雨林美丽的亚马逊热带雨林到到203

15、0年，气候变化的恶性循环年，气候变化的恶性循环以及森林退化将摧毁或严重破坏将以及森林退化将摧毁或严重破坏将近近60%的亚马逊森林。的亚马逊森林。土地退化和荒漠化土地退化和荒漠化全球土地退化全球土地退化率达率达24%24%，亚洲更亚洲更为严重为严重，高达高达31%31%。荒漠化土地占荒漠化土地占全球约全球约1/4的面积的面积，并正以每年并正以每年600万万公顷的速度推进。公顷的速度推进。陆陆地地水水体体的的变变化化水资源短缺水资源短缺20世纪以来，全球世纪以来，全球消耗的水量增加了消耗的水量增加了6倍倍目前世界上目前世界上20亿人亿人口面临缺水困难口面临缺水困难估计到估计到2025年，缺年，缺水

16、将危及一半以上的世水将危及一半以上的世界人口界人口水资源短缺的中国西部农民用沙土来洗脸水资源短缺的中国西部农民用沙土来洗脸生生物物多多样样性性的的变变化化全球变暖对地球的全球变暖对地球的破坏的其他表现方式：破坏的其他表现方式：大自然正以猖獗的大自然正以猖獗的野火、消失的湖泊、野火、消失的湖泊、异常的过敏反应等怪异常的过敏反应等怪异反映。异反映。人口快速增长和城市化人口快速增长和城市化过去过去300年内全球人年内全球人口增长了口增长了10倍，从倍，从6亿亿增到增到60亿。亿。城市人口增长最快，城市人口增长最快，19世纪初只有世纪初只有3%的居的居住在超过住在超过5000人的城人的城市里，市里，2

17、0世纪初，世纪初，14%的人口住在城里，的人口住在城里，1991年年50%以上为城市人口。以上为城市人口。目前城市人口的增长率占目前城市人口的增长率占2.6%，其中发展中国家的，其中发展中国家的增长率为增长率为3.4%，亚洲最快达，亚洲最快达4.8%。人口快速增长和城市化人口快速增长和城市化人口增长和城市化，带来了新的资源人口增长和城市化，带来了新的资源和环境问题。和环境问题。全球人口增长预测示意图全球人口增长预测示意图 人口快速增长和城市化人口快速增长和城市化人口急剧增长是好事人口急剧增长是好事还是坏事？还是坏事？负效应：负效应：教育水平下降，教育水平下降，影响人口素质的提高，影响人口素质的

18、提高，粮食短缺，粮食短缺，住房紧张，住房紧张，人均国民生产总值下降，人均国民生产总值下降，人均收入减少等人均收入减少等严格控制人口增长是世严格控制人口增长是世界许多国家的重要国策。界许多国家的重要国策。例：人口增长例：人口增长牛牛(羊羊)肉需求加大肉需求加大过度放牧过度放牧草场退草场退化化风沙侵袭风沙侵袭环境恶化环境恶化城市热岛效应是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象。城市热岛效应是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象。热岛效应使城市年平均气温比郊区高出热岛效应使城市年平均气温比郊区高出1，甚至更多。，甚至更多。夏夏季，城市局部地区的气温有时甚至比郊区高出季，城市局部地区的气温有时甚至比郊区

19、高出6以上。以上。城市高大密集的建筑物阻碍气流通行，使城市风速减小。城市高大密集的建筑物阻碍气流通行，使城市风速减小。城市与郊区可形成一个昼夜相反的热力环流。城市与郊区可形成一个昼夜相反的热力环流。城市热岛效应图示城市热岛效应图示自自然然灾灾害害的的变变化化极端气候事件频发极端气候事件频发干旱、洪涝灾害干旱、洪涝灾害发生频率增加发生频率增加沙尘暴沙尘暴05年年8月月29日清晨，飓风日清晨，飓风“卡特卡特里娜里娜”在路易斯安那州东南沿海登在路易斯安那州东南沿海登陆，新奥尔良市下起暴雨。街头一陆，新奥尔良市下起暴雨。街头一辆汽车在暴雨之中。辆汽车在暴雨之中。主要自然灾害主要自然灾害经济损失比例图经

20、济损失比例图 198019802005005年年自然灾害经济损失约自然灾害经济损失约75%75%与气象灾害有关与气象灾害有关 在在1990199019991999 年年间，全世界平均每年发生间，全世界平均每年发生 258 258 起自然灾害起自然灾害事件，死亡人数约为事件，死亡人数约为4.34.3万人。万人。亚洲是受自然灾害打击最严重的大陆，死伤人数占到全球亚洲是受自然灾害打击最严重的大陆，死伤人数占到全球总数的总数的 8585。此外，以地震为首的地质灾害则对人类生命安全构成的威此外，以地震为首的地质灾害则对人类生命安全构成的威胁也很大。胁也很大。在在2000年年2009年间，全球共发生了年间

21、，全球共发生了3852起国家范围内的起国家范围内的自然灾害事件，造成超过自然灾害事件，造成超过78万人死亡，近万人死亡，近20亿人受到影响，所亿人受到影响，所导致的经济损失约为导致的经济损失约为9600亿美元。亿美元。在过去十年里，造成死亡人数最多的灾害事件：在过去十年里，造成死亡人数最多的灾害事件：2004年发生的印度洋海啸，当时导致了年发生的印度洋海啸，当时导致了22.6万人丧生；万人丧生；2008年突袭缅甸的纳尔吉斯强热带风暴，造成了年突袭缅甸的纳尔吉斯强热带风暴，造成了13.8万人死亡；万人死亡；2008年发生在中国汶川的大地震位列第三，死亡人数为年发生在中国汶川的大地震位列第三，死亡人数为8.7万人；万人；2005年发生在巴基斯坦的大地震造成了年发生在巴基斯坦的大地震造成了7.3万人死亡万人死亡 气候变化的影响是多尺度、全方位、气候变化的影响是多尺度、全方位、多层次的多层次的,正面和负面影响并存正面和负面影响并存,但其负但其负面影响更受关注。面影响更受关注。气候变化对国民经济的影响可能以负气候变化对国民经济的影响可能以负面为主。面为主。