目录

  • 1 绪论
    • 1.1 课程主要内容概述
    • 1.2 全球变化研究的兴起
    • 1.3 地球气体成分的变化
    • 1.4 温室效应与土地退化
    • 1.5 水污染、植被破坏与物种灭绝
    • 1.6 海平面上升、垃圾危害与人口增长
  • 2 地球系统与全球变化
    • 2.1 地球表层系统
    • 2.2 Gaia(盖亚) 假说与新地球观
    • 2.3 全球生命系统对物质循环的调控
    • 2.4 全球变化的科学内涵
    • 2.5 全球变化研究的主要内容及意义
    • 2.6 主要的全球变化-大气成分变化(上)
    • 2.7 主要的全球变化-大气成分变化(下)
    • 2.8 主要的全球变化-土地利用和土地覆盖变化
    • 2.9 主要的全球变化-全球气候变化(上)
    • 2.10 主要的全球变化-全球气候变化(下)
    • 2.11 主要的全球变化-人口增长、生物多样性变化、荒漠化
    • 2.12 当代气候变化的主要观点(上)
    • 2.13 当代气候变化的主要观点(下)
    • 2.14 气候变化的诱因——自然因素
    • 2.15 气候变化的诱因——人为因素
    • 2.16 当代气候变化的特点及后果
    • 2.17 气候变化问题的非主流思考
  • 3 全球变化与植物生理生态反应
    • 3.1 生态学概论
    • 3.2 植物生理生态学实验 (上)
    • 3.3 植物生理生态学实验 (下)
    • 3.4 大气CO2浓度升高与植物的生理反应(上)
    • 3.5 大气CO2浓度升高与植物的生理反应 (下)
    • 3.6 水热和营养环境改变下植物对CO2浓度的响应
    • 3.7 辐射环境变化及植物的生理生态反应
  • 4 生物入侵与全球变化
    • 4.1 生物入侵基本概念
    • 4.2 生物入侵的模式及原因
    • 4.3 生物入侵的理论假说
    • 4.4 生物入侵效应和规模
    • 4.5 生物入侵的后果
    • 4.6 入侵生物学的研究动态
  • 5 陆地生态系统与全球变化的相互作用
    • 5.1 模拟实验
    • 5.2 定位观测和台站网络
    • 5.3 样带研究
    • 5.4 模型模拟
    • 5.5 全球变化对生态系统功能、组成及结构的影响
    • 5.6 陆地生态系统对全球变化的反馈作用
  • 6 水生生态系统与全球变化的相互作用
    • 6.1 水环境的性质
    • 6.2 水体富营养化
    • 6.3 气候变化和臭氧层破坏
    • 6.4 温度变化及其影响
    • 6.5 水位和水量变化及其影响
    • 6.6 营养成分和pH值变化及其影响
    • 6.7 辐射和气体溶解度的变化及其影响
    • 6.8 水生生态系统对全球变化的反馈
  • 7 生物地球化学循环
    • 7.1 生物地球化学循环的研究特点
    • 7.2 大气圈
    • 7.3 水圈
    • 7.4 岩石圈
    • 7.5 生物圈
    • 7.6 CO2循环及相关过程 (上)
    • 7.7 CO2循环及相关过程(中)
    • 7.8 CO2循环及相关过程(下)
    • 7.9 甲烷和一氧化碳
    • 7.10 氮循环
    • 7.11 磷和硫的循环
    • 7.12 中国陆地生态系统的碳循环(上)
    • 7.13 中国陆地生态系统的碳循环(下)
    • 7.14 大气中的磷化氢及其来源
    • 7.15 生物质燃烧释放的含碳痕量气体-中国案例
    • 7.16 城市生态系统的元素循环:天津北仓的案例
    • 7.17 元素循环与可持续发展
  • 8 植被气候分类系统
    • 8.1 植被气候分类系统概述
    • 8.2 简单指标的植被气候分类系统
    • 8.3 综合指标的植被气候分类系统
    • 8.4 植被气候分类模型和方案
  • 9 陆地植被的遥感分析
    • 9.1 遥感发展简史
    • 9.2 遥感技术原理
    • 9.3 归一化植被指数
    • 9.4 遥感技术的应用
    • 9.5 遥感技术的应用特点
    • 9.6 陆地植被的遥感分析
    • 9.7 自然资源管理及动态监测(上)
    • 9.8 自然资源管理及动态监测(下)
  • 10 陆地植被第一性生产力及其地理分布
    • 10.1 植被的第一性生产力
    • 10.2 植被生产力的研究与发展
    • 10.3 植被生产力的测定方法
    • 10.4 估算陆地古植被生产力及其时空分布格局
    • 10.5 现有陆地植被生产力及其分布的预测
    • 10.6 预测未来陆地植被生产力及其分布
  • 11 古气候变化与生态响应
    • 11.1 晚冰期以来的气候变化
    • 11.2 重要的气候变化事件及其生态响应
    • 11.3 有关古气候变化的生态响应问题
    • 11.4 古生态记录对于未来全球变化的意义
  • 12 气候变化的适应对策
    • 12.1 气候变化的适应对策
  • 13 阅读
    • 13.1 阅读
气候变化的诱因——人为因素
  • 1 视频
  • 2 章节测验


气候变化的诱因——人为因素

人为因素

 联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第四次评估报告第一工作组报告的决策者摘要指出,人类活动与近50年气候变化的关联性达到90%。

(1)温室气体

据计算,如果仅仅有的大气层,则地表温度不是今天的15℃,而是-6℃才能平衡来自太阳的入射辐射。

如果没有大气层,地表温度则是-18℃。在产生温室效应的分子当中,水汽是最重要的,在中纬度地区晴朗的天气下,对温室效应的贡献,水汽占60-70%,而浓度仅占25%左右。 

实际上,由于不同温室气体的单位质量或浓度的贡献率不同,在大气中增加的速率也不一样,因此,它们在不同时期对全球温暖化的贡献率是不同的。

 工业革命前,CFC类物质的浓度很低,占全部温室气体贡献率的70%左右,随着其他温室气体浓度的增加,贡献变得越来越小,目前占50%-60%左右。图中显示、CFC等温室气体贡献率的时间变化(Fuwa, 1994)。可以看出,之外的其他痕量气体的贡献率越来越大。

(2)土地利用

 土地利用是自然和人为活动的综合反映,其变化是人类与地球环境进行物质、能量交互作用的重要表现,可引起许多自然和生态过程的变化。  

 土地利用在不同时间和空间尺度发生快速变化,剧烈改变着地表覆盖状态,改变了地球表层-大气间的物质和能量交换,而成为全球气候变化的重要因素之一。

陆地植被与大气浓度的时空分布格局 

陆地植被的作用一方面表现为热带雨林地区土地利用方式的改变向大气释放,加速全球变暖的进程;另一方面,北半球的植被、尤其是温带林和北方森林通过施肥效应吸收大气中的,从而减缓全球变暖的进程。这两方面的平衡决定着全球植被,尤其是森林对大气浓度变化的贡献。 

热带林占全球森林面积的40%、植被碳量的46%、土壤碳量的11%。一旦遭到破坏,森林中的有机质将以的形式释放到大气中。目前,全球热带林面积每年减少500-2000万 ,相当于每分钟减少28-38。因此,热带林破坏与大气浓度的关系在70年代初就引起科学家们的关注。 

(3)城市化

城市工厂、汽车、家庭炉灶等排放大量的余热;由于房屋密集、高楼耸立,空气流通不畅,不利于热量扩散;房屋、道路等改变了地面对太阳辐射的吸收。使城市气温显著高于郊区,在温度的空间分布上形成一个热源-热岛效应,因此,城市化加剧了全球气温的升高。


(4)气溶胶

 由固体或液体小质点分散并悬浮在气体介质中形成的胶体分散体系。其分散相为固体或液体小质点,其大小为0.001~100 μm,分散介质为气体。

 大气中的云、雾、尘埃,工业和运输业上用的锅炉和各种发动机里未燃尽的燃料所形成的烟,采矿、采石场磨材和粮食加工时所形成的固体粉尘,人造的掩蔽烟幕和毒烟等都是气溶胶的具体实例。

气溶胶对气候系统的影 响分为直接辐射强迫和间接辐射强迫。① 直接辐射强迫是指颗粒物通过吸收和散射长波和短波辐射,从而改变地球-大气系统辐射平衡;②大气中的颗粒物作为云凝结核或者冰核而改变云的微物理和光学特征以及降水效率,从而间接影响气候,称为间接辐射强迫。

很早就有人开始注意到气溶胶的气候效应。1971年Rasool和Schneider提出:若全球的气溶胶本底浓度增加4倍,将会使地面平均温度降低3.5℃。