《全球環(huán)境變化》ppt課件

1、全球環(huán)境變化,,,好萊塢電影《后天》,2004年5月28日，《后天》在全美各大影院首輪上映,,,卡特里娜颶風(fēng),2005年8月29日，卡特里娜颶風(fēng)登陸美國(guó)路易斯安那州新奧爾良。造成1000多人死亡，經(jīng)濟(jì)損失1000多億美元。為美國(guó)歷史上最嚴(yán)重的一場(chǎng)自然災(zāi)害。,,,新仙女木事件與溫鹽環(huán)流,,新仙女木事件與溫鹽環(huán)流格陵蘭：10年間突然升高5度（8600年前）和15度（12600-11400年前）,熱帶風(fēng)暴強(qiáng)度的變化——Webster,PJ等

2、，《Sciense》2005.9.16,,臺(tái)風(fēng)/颶風(fēng)的天數(shù)變化——只有北大西洋近幾年明顯升高,不同強(qiáng)度臺(tái)風(fēng)/颶風(fēng)的個(gè)數(shù)變化——強(qiáng)風(fēng)暴個(gè)數(shù)明顯增多,背景：海面溫度的變化趨勢(shì),NIO：北印度洋NATL：北大西洋SIO：南印度洋SH：南半球WPAC：西太平洋EPAC：東太平洋SPAC：南太平洋,什么是全球變化？,,,(主要由人類活動(dòng)引起的)可能改變地球系統(tǒng)生命支撐能力的全球性環(huán)境變化,人口增加,土地覆被變化,大氣化學(xué)成分的變化

3、,生物多樣性的變化,氣候變化,經(jīng)濟(jì)全球化,全球變化,,全球變化的事實(shí)全球變化的科學(xué)全球變化的預(yù)測(cè)全球變化的影響全球變化的經(jīng)濟(jì)和政治全球變化的哲學(xué),,,,,,,1. 全球變化的事實(shí),↑近千年來(lái)大氣CO2濃度變化,大氣化學(xué)成分的變化－溫室氣體,,45萬(wàn)年以來(lái)大氣二氧化碳濃度的變化,,目前的CO2濃度是42萬(wàn)年的最大值,大氣中其他溫室氣體和氣溶膠的變化,,↑過去400年大氣氣溶膠濃度變化,?過去1000年大氣溫室氣體濃度變化,大氣化

4、學(xué)成分的變化－臭氧,,南極臭氧層空洞,98,臭氧空洞造成紫外輻射增加,全球臭氧變化趨勢(shì)60S-60N,1998年9月19日達(dá)1000萬(wàn)平方英里,近年來(lái)臭氧問題有所緩解,,《蒙特利爾議定書》是1987年國(guó)際社會(huì)簽署的保護(hù)臭氧層公約,土地利用/土地覆被的變化,,其他,林地,草場(chǎng),耕地,農(nóng)田擴(kuò)張 農(nóng)業(yè)文明約有1萬(wàn)年的歷史，但耕地增長(zhǎng)速度緩慢。耕地的擴(kuò)張主要發(fā)生在1850以來(lái)的140年間，其中最近90年來(lái)全球耕地面積增加了一倍； 林地減少

5、 過去140年間，拉丁美洲林地面積減少了28%；南亞和東南亞減少了34-38% 城市擴(kuò)張 總面積只占陸地總面積的1%左右，但發(fā)展迅速。,自1700年至1980年，自然生態(tài)系統(tǒng)占地從95%減少到65%,自1700年至1980年，人工生態(tài)系統(tǒng)占地從5%增加到35%,,物種的減少,,有關(guān)生物多樣性，人類現(xiàn)有的知識(shí)最少。拿熱帶雨林來(lái)講，生活在地球上的所有生物物種中，十種之中有六種來(lái)自熱帶森林，而科學(xué)家所能認(rèn)識(shí)的只不過3/10。,IPCC第三次

6、評(píng)估報(bào)告有關(guān)氣候變化的結(jié)論,,← 過去140年地球表面氣溫的變化紅柱——年平均，據(jù)器測(cè)數(shù)據(jù)；黑線——10年滑動(dòng)平均；黑色區(qū)間線——95%的置信范圍；橫軸——1961-1990年的均值。,結(jié)論： 20世紀(jì)內(nèi)地球表面平均溫度上升了0.6 ? 0.2oC（比第二次評(píng)估增加了0.15oC)； 在北半球，1990年代很可能是有器測(cè)記錄（1861）以來(lái)最熱的年代，1998年是有器測(cè)記錄以來(lái)最熱的一年； 20世紀(jì)內(nèi)兩次增溫期最為明

7、顯：1910-1945，1976-2000。,IPCC第三次評(píng)估報(bào)告有關(guān)氣候變化的結(jié)論,,← 千年來(lái)地球表面氣溫的變化（北半球）紅線——年平均，據(jù)器測(cè)數(shù)據(jù)；蘭線——年平均，據(jù)樹輪、珊瑚、冰芯、歷史文獻(xiàn)；黑線——50年滑動(dòng)平均；灰線——95%的置信范圍；橫軸——1961-1990年的均值。,結(jié)論（北半球）： 就增溫的速度和持續(xù)時(shí)間而言，20世紀(jì)很可能是過去1000年中最強(qiáng)烈的世紀(jì)； 1990年代可能是過去1000年中最

8、熱的年代，1998年是可能是過去1000年中最熱的一年。,,中高緯度陸地變暖最明顯,,,-1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1,增溫速率（℃/10年）,近百年全球溫度

9、變化速率（1901 － 2000年）,1976－2000年全球冬季溫度明顯上升,,冬季溫度變化趨勢(shì)（1976－2000年）,-1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1,增

10、溫速率（℃/10年）,中高緯大陸地區(qū)降水明顯增加，非洲降水明顯減少,,-50% -40% -30% -20% -10% 0 10% 20% 30% 40% 50%,降水增長(zhǎng)速率（%/世紀(jì)）,年降水變化趨勢(shì)（1900－1999年）,IPCC有關(guān)氣候變化的其他

11、結(jié)論,,氣溫和海溫 1950-1993年期間，陸地表面的日最低氣溫以每十年0.2oC的速度遞增，超過日最高氣溫遞增速度的兩倍。使中高緯度許多地區(qū)的無(wú)霜期加長(zhǎng)； 海平面溫度的上升速度是陸地表面平均氣溫上升速度的一半； 對(duì)流層氣溫 1950年代以來(lái)，地表以上8km的大氣層平均每10年增溫0.1oC； 雪被和冰被 衛(wèi)星資料顯示，1960年代末以來(lái)，全球雪被面積很可能減小了10%； 地面觀測(cè)顯示，20世紀(jì)北半球中高緯度地區(qū)湖泊和河

12、流封凍期很可能縮短了半個(gè)月； 極地以外的高山冰川在20世紀(jì)出現(xiàn)廣泛的消退現(xiàn)象； 1950年代以來(lái)，北半球春夏海冰范圍減小了10-15%。最近幾十年，北極海冰的厚度在夏末秋初可能減薄了40%?！蹲匀弧?5年8月報(bào)道南極拉森-B冰架2002年的崩裂是1.1萬(wàn)年以來(lái)規(guī)模最大。,IPCC有關(guān)氣候變化的其他結(jié)論,,海平面上升，海洋熱儲(chǔ)增加 20世紀(jì)全球平均海平面上升了0.1-0.2m； 1950年代以后海洋熱儲(chǔ)增加。 降水 20世

13、紀(jì)北半球中高緯度大陸地區(qū)，每十年的降水量很可能增加了0.5-1%。熱帶地區(qū)可能每十年增加了0.2-0.3%。而亞熱帶地區(qū)可能減少了0.3%; 20世紀(jì)后半葉，北半球中高緯度地區(qū)，強(qiáng)降水天氣可能增加了2-4%。,中國(guó)氣候變化的事實(shí),,,近50年增溫速率,東北、西北和華北地區(qū)氣候變暖最為明顯,,,近50年降水變率,華北地區(qū)降水明顯減少；西北干旱區(qū)降水增加,,,,,我國(guó)已經(jīng)連續(xù)經(jīng)歷了16個(gè)暖冬,年,冬季,年平均,溫度（℃）,2.全球變化的科

14、學(xué),地球系統(tǒng),,地球系統(tǒng)科學(xué),以“地球系統(tǒng)”為研究對(duì)象，研究地球系統(tǒng)整體的結(jié)構(gòu)、特征、功能和行為的一門全新的集成科學(xué)，是全球變化研究的理論基礎(chǔ)。,,地球系統(tǒng)科學(xué)的科學(xué)目標(biāo),闡明自然和人為驅(qū)動(dòng)力對(duì)地球系統(tǒng)的作用與反饋，揭示地球系統(tǒng)整體演變的規(guī)律與機(jī)制，發(fā)展地球系統(tǒng)變化趨勢(shì)的預(yù)測(cè)理論與方法，建立地球系統(tǒng)變化的調(diào)控理論與方法。,,兩個(gè)時(shí)間尺度的地球系統(tǒng)變化,,幾千年至幾百萬(wàn)年尺度固體地球變化的那些不可抗拒的過程主宰著所有其他過程。這些過程包

15、括：地核和地幔過程 它們主導(dǎo)著地球的主要磁場(chǎng)，幾乎涉及地球的所有質(zhì)量和動(dòng)能；板塊構(gòu)造過程 其作用在于通過地殼的形成和破壞以及大陸的形成而產(chǎn)生地表地形；太陽(yáng)驅(qū)動(dòng)過程 其作用在于使地形起伏剝蝕夷平，并使物理氣候系統(tǒng)和生物地球化學(xué)循環(huán)系統(tǒng)趨于多樣化。,幾十年至幾百年尺度正是在這一時(shí)間尺度內(nèi)，自然變化對(duì)人類有著重大的影響，且人類活動(dòng)對(duì)全球過程的影響也最顯著。這一時(shí)間尺度上，兩大過程最為重要：物理氣候系統(tǒng) 太陽(yáng)驅(qū)動(dòng)的大氣和海洋環(huán)

16、流系統(tǒng)，控制著地表的溫度和降水分布；生物地球化學(xué)循環(huán)系統(tǒng) 碳、氮、硫、磷等大氣和生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵物質(zhì)，與物理氣候系統(tǒng)聯(lián)接的獨(dú)立系統(tǒng)，控制著生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力及氣候系統(tǒng)。,,,地球系統(tǒng)科學(xué)：概念化模式,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,大氣物理－動(dòng)力學(xué),對(duì)流層化學(xué),人類活動(dòng),溫室氣體,土壤,土地利用,氣候變化,污染物/溫室氣體,物理氣候系統(tǒng),生物地球化學(xué)循環(huán),海洋生物

17、地球化學(xué),海洋動(dòng)力學(xué),陸地生態(tài)系統(tǒng),地表能/水平衡,全球水循環(huán),平流層化學(xué)/動(dòng)力學(xué),外部動(dòng)力,太陽(yáng),火山,,,,,,,,,,,,幾十年尺度的變化模擬,地球系統(tǒng)科學(xué)伙伴計(jì)劃,,建立可持續(xù)發(fā)展基礎(chǔ)的地球系統(tǒng)科學(xué),IGBP的研究思路,,,,,,Storage3.3/yr.,全球碳收支,3. 全球變化的預(yù)測(cè),,冰芯記錄的15萬(wàn)年來(lái)和四次冰期的氣溫與CO2濃度變化,,IPCC有關(guān)氣候變化原因的結(jié)論,a—只考慮自然強(qiáng)迫：太陽(yáng)輻射、火山活動(dòng)；b—

18、只考慮人類活動(dòng)強(qiáng)迫：溫室氣體、硫化物氣溶膠；c—上述兩類因素同時(shí)考慮。,IPCC有關(guān)氣候變化原因的結(jié)論,,大氣化學(xué)成分變化的預(yù)測(cè)（IPCC，2001）,,CO2 changing by 540 to 970 ppm;CH4 changing by –190 to +1970 ppb (present concentration 1760 ppb); N2O changing by +38 to +144 ppb (present c

19、oncentration 316 ppb);Tropospheric O3 changing by -12 to +62%.,到2100年，因氣溫升高造成的海平面上升可能達(dá)到9-88cm(在1990年的基礎(chǔ)上)SAR: 13-94 cm,到2100年，全球氣溫可能上升的幅度為1.4-5.8oC (在1990年的基礎(chǔ)上)。這是同時(shí)考慮了溫室氣體的增溫作用和氣溶膠的降溫作用后得出的結(jié)論SAR: 1-3.5oC,IPCC有關(guān)21

20、世紀(jì)氣候變化的預(yù)測(cè),,預(yù)測(cè)年均氣溫的變化( 2050s)——區(qū)域差異,2050年代年均氣溫與目前狀況的對(duì)比。為四大全球氣候模型在不同初始條件下運(yùn)行結(jié)果的平均值。假設(shè)條件包括溫室氣體排放量相當(dāng)大氣中CO2 濃度每年增加1%。,Hadley Centre for Climate Prediction and Research,,預(yù)測(cè)中國(guó)年均氣溫( 2050s),,2050年,已有研究成果表明,未來(lái)變暖的范圍和強(qiáng)度增加。溫度增加幅度由南向北增

21、大。西北地區(qū)溫度上升明顯。,預(yù)測(cè)年均降水量的變化( 2050s) ——區(qū)域差異,2050年代年均降水量與目前狀況的對(duì)比。為四大全球氣候模型在不同初始條件下運(yùn)行結(jié)果的平均值。假設(shè)條件包括溫室氣體排放量相當(dāng)大氣中CO2 濃度每年增加1%。,Hadley Centre for Climate Prediction and Research,,4. 全球變化的影響,氣候變化的影響,,已經(jīng)造成的影響——冰川退縮,,,1920,1940,1960,

22、1980,2000,2020,1900,5,10,15,年,1970年,2000年,高山生態(tài)系統(tǒng)對(duì)全球變暖十分敏感一些冰川出現(xiàn)減少或退縮現(xiàn)象,冰川面積（平方公里）,乞里馬扎羅山,已經(jīng)造成的影響——冰川退縮,,1994,1986,1980,1973,1962,小冰期后期以來(lái)的變化,1962年以來(lái)連續(xù)退縮情況,天山烏魯木齊河源1號(hào)冰川,,斷開,已經(jīng)造成的影響——湖泊水位下降與面積萎縮,,年,年,湖水位(米),湖水位(米),1960,197

23、0,1980,1990,4000,4500,5000,湖面積(平方公里),年,下降約12米,縮小670多平方公里,青海湖（a）近百年和（b）近六百年水位變化的重建曲線,氣候變化的影響－水資源,,Source: www.meto.gov.uk/sec5/CR_div/Brochure97/,HadCM2、 HadCM3預(yù)測(cè)的徑流量變化,,氣候變化的影響－海岸帶,,全球50％-70％的人口分布在海岸帶，60％的中國(guó)人口集中在距海岸線60 k

24、m的范圍內(nèi)。目前，全球受風(fēng)暴潮影響的人口有4600萬(wàn)。海平面上升50 cm將使受災(zāi)(淹沒和風(fēng)暴潮)人口增加到9200萬(wàn)；上升100cm，受災(zāi)人口將達(dá)到11800萬(wàn)(沒有考慮人口增長(zhǎng)的因素),Source: CIESIN,氣候變化的影響－作物產(chǎn)量,,圖中的評(píng)價(jià)與IPCC第二次評(píng)估報(bào)告大致相同，即：中高緯地區(qū)為正效應(yīng)，低緯地區(qū)為負(fù)效應(yīng)；產(chǎn)量變化的區(qū)域差異較大；因CO2的肥料效應(yīng)，某些國(guó)家和地區(qū)初期增產(chǎn)，而后期由于高溫脅迫而減產(chǎn)

25、。對(duì)中國(guó)全國(guó)平均水平來(lái)講：氣候變化對(duì)作物產(chǎn)量的影響是正效應(yīng),Source: www.meto.gov.uk/sec5/CR_div/Brochure97/,5. 全球變化的經(jīng)濟(jì)和政治,應(yīng)對(duì)氣候變化需要全球行動(dòng),,1979年——第一次世界氣候大會(huì)呼吁保護(hù)氣候1988年——世界氣象組織和聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署組 建政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC) ——聯(lián)合國(guó)大會(huì)通過保護(hù)氣

26、候的決議1990年——第二次世界氣候大會(huì)呼吁制訂氣候公 約，聯(lián)合國(guó)大會(huì)決定談判氣候公約1992年——?dú)夂蚬s開放簽署，我國(guó)簽署并批準(zhǔn)1994年——?dú)夂蚬s生效1995年——?dú)夂蚬s第一次締約方大會(huì)決定啟動(dòng) 議定書談判1997年——《京都議定書》通過2005年——《京都議定書》正式生效,,,發(fā)達(dá)國(guó)家義務(wù)：在2008－2012年內(nèi)將二氧化碳等溫室氣體

27、排放量在1990年排放水平上平均減排5.2%。,歐盟：8美國(guó)：7日本：6,%,%,%,溫室氣體具體減排指標(biāo),京都議定書的主要內(nèi)容,,,發(fā)展中國(guó)家義務(wù)：編制國(guó)家信息通報(bào)，其核心內(nèi)容為溫室氣體排放源和吸收匯的國(guó)家清單；制定并執(zhí)行減緩和適應(yīng)氣候變化的國(guó)家計(jì)劃。,京都議定書的主要內(nèi)容,,國(guó)際上要求我國(guó)減排溫室氣體的壓力越來(lái)越大,1990,2000,2020,2030,2010,2050,2075,2100,0,5,10,15,20,25,3

28、0,年,我國(guó)在世界CO2排放中的比例,(%),1990年約占全球的10%，未來(lái)可能占15－25%,,國(guó)際上要求我國(guó)減排溫室氣體的壓力越來(lái)越大,目前CO2排放量已位世界第二。2025到2030年間， CO2排放量很可能超過美國(guó)，居世界第一位。甲烷、氧化亞氮等排放量也居世界前列。,,我國(guó)人均溫室氣體排放量低,我國(guó)人均CO2排放量目前低于世界平均水平。但是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)迅速，能源結(jié)構(gòu)粗放，利用效率低。據(jù)預(yù)測(cè)2030—2035年后會(huì)超過世界平

29、均水平。,主要國(guó)家人均CO2排放（噸/人）,,美國(guó)為什么不簽訂《京都議定書》？,化石能源消費(fèi)總量將受到限制能源結(jié)構(gòu)需要進(jìn)一步調(diào)整節(jié)能和新能源技術(shù)需要開發(fā)和應(yīng)用生活方式和能源消費(fèi)模式需要改變此外對(duì)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力、就業(yè)機(jī)會(huì)也產(chǎn)生影響,——美國(guó)擔(dān)心履行議定書使能源使用成本提高，損害其經(jīng)濟(jì)發(fā)展，降低其國(guó)民生活水平。,,各國(guó)簽訂《京都議定書》對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響,0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2,1.4,1.6,1.8,2.0,2.

30、2,2.4,加、澳、新,美國(guó),日本,西歐,GDP損失,相對(duì)減少率（%）,損失在0.2%－2.0%；,2.02,0.59,1.96,0.42,1.5,0.31,1.2,0.19,1.53,1.23,0.82,0.64,,各國(guó)簽訂《京都議定書》對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響,,減排邊際成本（美元/噸碳）,0,100,200,300,400,500,600,700,加、澳、新,美國(guó),日本,西歐,成本76－666美元/噸碳,425,145,322,76,666,

31、169,646,97,201,178,211,330.5,,減排對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的影響,主要國(guó)家單位GDP CO2排放（千克/美元）,我國(guó)單位GDP排放CO2高；一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中煤炭約占70%，是少數(shù)幾個(gè)以燃煤為主的國(guó)家之一。技術(shù)、設(shè)備相對(duì)陳舊、落后，能源消耗強(qiáng)度大。 調(diào)整能源結(jié)構(gòu)受能源資源結(jié)構(gòu)的制約，提高能源利用效率面臨技術(shù)和資金壓力。,6. 全球變化的哲學(xué),全球變化值得擔(dān)憂嗎？－關(guān)于發(fā)展的哲學(xué),,走向崩潰的地球?。?！,未來(lái)？有什么好