北京大学：《人类生存发展与环境保护 Development of Human Society and Environmental Protection》课程资源（教案课件讲义）第二部分 当代主要环境问题 第十章 全球气候变化 Global Climate Changes

第十章全球气候变化 CA(Global aPate Changes- 地球气候系统: 一个涉及阳光、大气、陆地和海洋等内容分 丰富的系统

第十章 全球气候变化 （Global Climate Changes ） 地球气候系统： 一个涉及阳光、大气、陆地和海洋等内容十分 丰富的系统

内容提要 、地球系统的能量平衡 、世界气候的异常现象与变化趋势 、全球变暖趋势明显 四、气候变化对策 五、气候变暖问题的对策

内容提要 一、地球系统的能量平衡 二、世界气候的异常现象与变化趋势 三、全球变暖趋势明显 四、气候变化对策 五、气候变暖问题的对策

地球系统的能量平衡 地球上缤纷世界的万千变化,最根本的驱动力是 来自太阳的能量。 太阳光以30×104km/s的速度自宇宙空间到达地 球,几乎没有能量损失; 当太阳辐射自外层空间到达大气层时,则发生 系列变化:

一. 地球系统的能量平衡 • 地球上缤纷世界的万千变化，最根本的驱动力是 来自太阳的能量。 • 太阳光以30×10 4km/s的速度自宇宙空间到达地 球，几乎没有能量损失； • 当太阳辐射自外层空间到达大气层时，则发生一 系列变化：

~100km高空 310nm的太阳辐射,进入对流层大气

～100km高空： λ＜100nm的紫外光几乎被N2、O2、N和O完全吸 收； 50～100km： λ＜200nm的紫外光被O2部分吸收； 15～35km： λ＜310nm的紫外光几乎被O3完全吸收； 近地面（0-15km）： λ＞310nm的太阳辐射，进入对流层大气

地球系统的能量平衡 30%通过反射和散射损失在太空 byth SurFace 大气和云吸收 201 remote 19% 3%m surface 199 of radiation absorbed by atmosphere and clouds 的和海洋吸收 51%的太阳辐射被陆地

地球系统的能量平衡 30%通过反射和散射损失在太空 51%的太阳辐射被陆地 和海洋吸收 大气和云吸收 19%

在吸收太阳辐射的同时,地球本身也有热辐射,以3~30m的 长波红外线为主。地球热辐射最重要的吸收物质是CO2和 H,O。 30%立即返回太空 少于十亿分之一太阳 辐射总能量可达到地 球外层空间 47%被大气吸收 23%驱动 <1%引发风 水循环 和海洋环流 所有烟能最 终的形式 再反射回太 空 002%产生光合作用

在吸收太阳辐射的同时，地球本身也有热辐射，以3～30 µm的 长波红外线为主。地球热辐射最重要的吸收物质是CO 2 和 H 2 O 。 47%被大气吸收 30%立即返回太空 <1%引发风 和海洋环流 23%驱动 水循环 0.02%产生光合作用 所有太阳能最 终以热的形式 再反射回太 空。 少于十亿分之一太阳 辐射总能量可达到地 球外层空间

地球系统的能星平衡 由于红外线能量较低,CO2和H20对红外线的吸收不发生 化学反应,光吸收的结果只是阻挡热量自地球向外逃逸, 加热大气层即形成一绝热层。 大气中cO2和H20等微量组分对地球长波辐射的吸收作用使 近地面热量得以保持,从而导致全球气温升高的现象称为 “温室效应”( Greenhouse effect)。 这些微量组分称为温室气体( Greenhouse gases),除 CO2和H2O外,重要的温室气体还有:CH4、O3、N2O和 CFCs等,都是多原子的级性分子

地球系统的能量平衡 • 由于红外线能量较低， CO 2和H 2O对红外线的吸收不发生 化学反应，光吸收的结果只是阻挡热量自地球向外逃逸， 加热大气层即形成一绝热层。 • 大气中CO 2和H 2O等微量组分对地球长波辐射的吸收作用使 近地面热量得以保持，从而导致全球气温升高的现象称为 “温室效应 ” （Greenhouse Effect）。 • 这些微量组分称为 (Greenhouse Gases)， 除 CO 2 和 H 2 O外，重要的温室气体还有：CH 4 、 O 3 、 N 2 O 和 CFCs等，都是多原子的级性分子。 温室气体

地球的自然温室效应与温室气体 ·温室气体对地球红外辐射的吸收作用在地球一大气的能量 平衡中具有非常重要的作用。 ·假如没有现在的大气层,地球的表面温度将比现在低 33,大多数动植物将面临生存危机。正是大气层的温 室效应造成了对地球生物最适宜的温度,从而使得生命能 够在地球上生存和繁衍,这种温室效应称为天然温室效 应 在天然温室效应中,H20的贡献超过60%,CO2也有重要贡 献

地球的自然温室效应与温室气体 • 温室气体对地球红外辐射的吸收作用在地球―大气的能量 平衡中具有非常重要的作用。 • 假如没有现在的大气层，地球的表面温度将比现在低 33 oC，大多数动植物 将面临生存危机。正是大气层的温 室效应造成了对地球生物最适宜的温度，从而使得生命能 够在地球上生存和繁衍，这种温室效应称为天然温室效 应。 • 在天然温室效应中， H 2O的贡献超过60%, CO 2也有重要贡 献

°地球与火星、金星比较:火星大气层是地球0.1%, cO2浓度95%,总温室效应很低,平均气温只有 53°C。 °金星大气层比地球厚90倍,大气组成CO298%,温 室效应比地球大得多,平均气温45890

• 地球与火星、金星比较：火星大气层是地球0.1%, CO2浓度95%, 总温室效应很低，平均气温只有- 53oC。 • 金星大气层比地球厚90倍，大气组成CO2 98%, 温 室效应比地球大得多，平均气温458oC

世界气候的异常现象与变化趋势

二、 世界气候的异常现象与变化趋势