《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。為美國歷史上最嚴(yán)重的一場自然災(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)度臺風(fēng)/颶風(fēng)的個數(shù)變化——強(qiáng)風(fēng)暴個數(shù)明顯增多,背景：海面溫度的變化趨勢,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),↑近千年來大氣CO2濃度變化,大氣化學(xué)成分的變化－溫室氣體,,45萬年以來大氣二氧化碳濃度的變化,,目前的CO2濃度是42萬年的最大值,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60S-60N,1998年9月19日達(dá)1000萬平方英里,近年來臭氧問題有所緩解,,《蒙特利爾議定書》是1987年國際社會簽署的保護(hù)臭氧層公約,土地利用/土地覆被的變化,,其他,林地,草場,耕地,農(nóng)田擴(kuò)張 農(nóng)業(yè)文明約有1萬年的歷史，但耕地增長速度緩慢。耕地的擴(kuò)張主要發(fā)生在1850以來的140年間，其中最近90年來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)有的知識最少。拿熱帶雨林來講，生活在地球上的所有生物物種中，十種之中有六種來自熱帶森林，而科學(xué)家所能認(rèn)識的只不過3/10。,IPCC第三次

6、評估報告有關(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)器測數(shù)據(jù)；黑線——10年滑動平均；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（比第二次評估增加了0.15oC)； 在北半球，1990年代很可能是有器測記錄（1861）以來最熱的年代，1998年是有器測記錄以來最熱的一年； 20世紀(jì)內(nèi)兩次增溫期最為明

7、顯：1910-1945，1976-2000。,IPCC第三次評估報告有關(guān)氣候變化的結(jié)論,,← 千年來地球表面氣溫的變化（北半球）紅線——年平均，據(jù)器測數(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（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%,降水增長速率（%/世紀(jì)）,年降水變化趨勢（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)的無霜期加長； 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； 對流層氣溫 1950年代以來，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，全球雪被面積很可能減小了10%； 地面觀測顯示，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，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月報道南極拉森-B冰架2002年的崩裂是1.1萬年以來規(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,,,,,我國已經(jīng)連續(xù)經(jīng)歷了16個暖冬,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)動力對地球系統(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)變化趨勢的預(yù)測理論與方法，建立地球系統(tǒng)變化的調(diào)控理論與方法。,,兩個時間尺度的地球系統(tǒng)變化,,幾千年至幾百萬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，幾乎涉及地球的所有質(zhì)量和動能；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；太陽驅(qū)動過程 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間尺度內(nèi)，自然變化對人類有著重大的影響，且人類活動對全球過程的影響也最顯著。這一時間尺度上，兩大過程最為重要：物理氣候系統(tǒng) 太陽驅(qū)動的大氣和海洋環(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－動力學(xué),對流層化學(xué),人類活動,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)/動力學(xué),外部動力,太陽,火山,,,,,,,,,,,,幾十年尺度的變化模擬,地球系統(tǒng)科學(xué)伙伴計劃,,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,,冰芯記錄的15萬年來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：太陽輻射、火山活動；b—

18、只考慮人類活動強(qiáng)迫：溫室氣體、硫化物氣溶膠；c—上述兩類因素同時考慮。,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（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,,預(yù)測年均氣溫的變化( 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)測中國年均氣溫( 2050s),,2050年,已有研究成果表明,未來變暖的范圍和強(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,小冰期后期以來的變化,1962年以來連續(xù)退縮情況,天山烏魯木齊河源1號冰川,,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。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；上升100cm，受災(zāi)人口將達(dá)到11800萬(沒有考慮人口增長的因素),Source: CIESIN,氣候變化的影響－作物產(chǎn)量,,圖中的評價與IPCC第二次評估報告大致相同，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、。對中國全國平均水平來講：氣候變化對作物產(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)對氣候變化需要全球行動,,1979年——第一次世界氣候大會呼吁保護(hù)氣候1988年——世界氣象組織和聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署組 建政府間氣候變化專門委員會(IPCC) ——聯(lián)合國大會通過保護(hù)氣

26、候的決議1990年——第二次世界氣候大會呼吁制訂氣候公 約，聯(lián)合國大會決定談判氣候公約1992年——?dú)夂蚬s開放簽署，我國簽署并批準(zhǔn)1994年——?dú)夂蚬s生效1995年——?dú)夂蚬s第一次締約方大會決定啟動 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：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)展中國家義務(wù)：編制國家信息通報，其核心內(nèi)容為溫室氣體排放源和吸收匯的國家清單；制定并執(zhí)行減緩和適應(yīng)氣候變化的國家計劃。,京都議定書的主要內(nèi)容,,國際上要求我國減排溫室氣體的壓力越來越大,1990,2000,2020,2030,2010,2050,2075,2100,0,5,10,15,20,25,3

28、0,年,我國在世界CO2排放中的比例,(%),1990年約占全球的10%，未來可能占15－25%,,國際上要求我國減排溫室氣體的壓力越來越大,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，居世界第一位。甲烷、氧化亞氮等排放量也居世界前列。,,我國人均溫室氣體排放量低,我國人均CO2排放量目前低于世界平均水平。但是經(jīng)濟(jì)增長迅速，能源結(jié)構(gòu)粗放，利用效率低。據(jù)預(yù)測2030—2035年后會超過世界平

29、均水平。,主要國家人均CO2排放（噸/人）,,美國為什么不簽訂《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國際競爭力、就業(yè)機(jī)會也產(chǎn)生影響,——美國擔(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，降低其國民生活水平。,,各國簽訂《京都議定書》對經(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,日本,西歐,GDP損失,相對減少率（%）,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,,各國簽訂《京都議定書》對經(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,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,,減排對我國經(jīng)濟(jì)的影響,主要國家單位GDP CO2排放（千克/美元）,我國單位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)幾個以燃煤為主的國家之一。技術(shù)、設(shè)備相對陳舊、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？有什么好