地球系統(tǒng)科學(xué)講義

1、1目錄1.全球變化.......................................................................................................................2?三個(gè)問(wèn)題：當(dāng)前全球環(huán)境問(wèn)題（溫室效應(yīng)和全球變暖溫室效應(yīng)和全球變暖P2P2）、早期全球變化（短時(shí)間尺短時(shí)間尺度的全球變化度的全球變化P2P2）、地球系統(tǒng)的運(yùn)行（雛菊世界P7）?人類可

2、以在很多方面改變環(huán)境：全球變暖、臭氧層空洞、森林砍伐和物種滅絕（我們我們最應(yīng)該關(guān)注的變化最應(yīng)該關(guān)注的變化P4P4）?人類活動(dòng)的影響可以通過(guò)歷史時(shí)期的資料來(lái)證實(shí)：冰芯記錄二氧化碳濃度變化（探尋探尋19581958年以前二氧化碳濃度年以前二氧化碳濃度P3P3）、KT邊界與白堊紀(jì)—古近紀(jì)物種大滅絕的對(duì)應(yīng)（白堊白堊紀(jì)—古近紀(jì)大滅絕研究進(jìn)展古近紀(jì)大滅絕研究進(jìn)展P5P5）2.氣候模型與溫室效應(yīng)............................

3、......................................................................83.海洋環(huán)流...................................................................................................................13（為什么會(huì)形成海洋環(huán)流？P13表層海洋環(huán)流和深層洋盆

4、環(huán)流的作用機(jī)制是什么，他們之間的相互關(guān)系如何？P13海洋環(huán)流在全球氣候系統(tǒng)中扮演什么角色？P13）4.大氣圈、冰凍圈、巖石圈補(bǔ)充知識(shí)........................................................................17（P17冰凍圈相關(guān)知識(shí)P18巖石圈知識(shí)點(diǎn)補(bǔ)充地震監(jiān)測(cè)、地磁測(cè)年、威爾遜循環(huán)P20大氣圈知識(shí)點(diǎn)補(bǔ)充行星尺度天氣系統(tǒng)）5.碳和營(yíng)養(yǎng)元素的循環(huán)............

5、....................................................................................21（P24短期有機(jī)碳循環(huán)：光合作用、呼吸作用、產(chǎn)甲烷作用、生物泵P26長(zhǎng)期有機(jī)碳循環(huán)：碳泄漏、沉積巖中的有機(jī)碳P26無(wú)機(jī)碳循環(huán)海氣碳交換、化學(xué)風(fēng)化、碳酸鹽礦物沉積P28碳酸鹽硅酸鹽地球化學(xué)循環(huán)）6.地球和生命起源.............................

6、...........................................................................297.生命對(duì)大氣的影響_地球上氧氣含量的上升..........................................................34（早期生命對(duì)大氣的影響P34氧氣含量上升的地質(zhì)證據(jù)P35現(xiàn)代大氣中氧氣含量的控制機(jī)制P37）8.地球歷史上的氣候調(diào)節(jié)....

7、........................................................................................41（P46寒武紀(jì)以來(lái)的氣候調(diào)節(jié)石炭二疊紀(jì)大冰期以及溫暖的中生代）9.更新世冰期…………………………………………………………………………4710.全新世以來(lái)的氣候變化.................................................

8、.........................................50（全新世氣候主要特點(diǎn)及控制因素P53代用數(shù)據(jù)在全新世氣候研究中的重要性全新世暖期和冷期全新世氣候最佳適宜期P50中世紀(jì)暖期P51小冰期P51P21什么因素決定了儲(chǔ)庫(kù)（如大氣二氧化碳庫(kù)）物質(zhì)輸入輸出的不平衡？在地球系統(tǒng)中，對(duì)于碳及其它營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)說(shuō)，哪些儲(chǔ)庫(kù)和過(guò)程比較重要？P22反饋機(jī)制能否調(diào)節(jié)大氣中二氧化碳含量？營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是如何限制地球上的生產(chǎn)力的？3幻燈

9、片22Keeling曲線不能證明的事情?1958年以前大氣中的二氧化碳是如何變化的?二氧化碳是從什么時(shí)候開(kāi)始增加的?幻燈片23探尋探尋19581958年以前二氧化碳濃度年以前二氧化碳濃度?在實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)難以獲得的情況下，我們應(yīng)該如何去了解歷史上的二氧化碳濃度？?南北兩極冰蓋中能夠找到答案！通過(guò)鉆取冰芯可以獲得冰蓋中久遠(yuǎn)年代封存的氣泡，通過(guò)鉆取冰芯可以獲得冰蓋中久遠(yuǎn)年代封存的氣泡，并獲得歷史上的二氧化碳濃度值。并獲得歷史上的二氧化碳濃度值?；?/p>

10、燈片28對(duì)于數(shù)據(jù)結(jié)果的質(zhì)疑和爭(zhēng)議?儀器或測(cè)量方法變化前后數(shù)據(jù)序列的對(duì)齊問(wèn)題?氣象站如何規(guī)避城市熱島效應(yīng)?測(cè)試點(diǎn)分布的變化以及全球密度的不均?新近測(cè)試點(diǎn)時(shí)間序列短的問(wèn)題幻燈片29其它爭(zhēng)議?20世紀(jì)70年代的北半球短暫降溫以及硫酸鹽氣溶膠的降溫作用。觀點(diǎn)一：燃煤尾氣脫硫是70年代以后氣溫升高的罪魁禍?zhǔn)?；觀點(diǎn)二：二氧化碳濃度是決定性因素。?實(shí)際情況：硫酸鹽氣溶膠會(huì)隨著降雨在幾周內(nèi)被清除，而二氧化碳的溫室作用則是由累計(jì)濃度決定的，因?yàn)槎趸家?/p>