1、第五章第五章 人类活动对气候的影响人类活动对气候的影响本章重点掌握n温室气体和温室效应的基本概念，并能说出地球上有哪些温室气体n温室气体增加后对气候的影响了解n温室气体的来源及含量分布特征n二氧化碳的增长情况n人类在谋求自身生存和发展的过程中，不断改造人类在谋求自身生存和发展的过程中，不断改造自然，其中也包括不同程度上的自然，其中也包括不同程度上的改造和影响气候改造和影响气候。工业化前工业化前人类对气候的人类对气候的影响是有限的影响是有限的，主要局限，主要局限于小范围内。随着工业化进程的于小范围内。随着工业化进程的不断加速，不断加速，改造改造自然的技术能力和物质力量自然的技术能力和物质力量日益
2、加强日益加强。迄今为止，迄今为止，人类对气候的影响范围已经扩展到人类对气候的影响范围已经扩展到区域气候区域气候甚甚至至世界气候世界气候。按照现代气候学的观点来说，自有人类以来，按照现代气候学的观点来说，自有人类以来，气候变化是由气候的气候变化是由气候的自然变化自然变化和和人类变化人类变化叠加的叠加的结果。结果。气候因为辐射流入量、下垫面性质以及大气气候因为辐射流入量、下垫面性质以及大气环流的变化而改变，同时这三个因子也相互作用。环流的变化而改变，同时这三个因子也相互作用。但是，但是，人类社会在自己的活动过程中也会有意无意、人类社会在自己的活动过程中也会有意无意、直接或间接地影响气候。近直接或间
3、接地影响气候。近100100多年来，尤其是近几多年来，尤其是近几十年来表现的非常明显。十年来表现的非常明显。因此，因此，人为因子作为气候人为因子作为气候变化的变化的一个可能原因一个可能原因也越来越受到广泛的重视。也越来越受到广泛的重视。n人类活动对气候的人类活动对气候的影响有两种影响有两种：一种是无意识一种是无意识的影响的影响，即人类活动对气候产生副作用，如温室即人类活动对气候产生副作用，如温室气体的排放引起的气候增暖，毁林开荒引起的气气体的排放引起的气候增暖，毁林开荒引起的气候变化等；候变化等；另一种是为了某种目的另一种是为了某种目的，采取一定，采取一定的措施，有意识的改变气候条件，如营造防
4、护林的措施，有意识的改变气候条件，如营造防护林影响农田小气候等。影响农田小气候等。n目前情况下，人类活动对气候目前情况下，人类活动对气候影响的途径主要两影响的途径主要两条：条：一个是一个是工农业生产中排放到大气中的温室气工农业生产中排放到大气中的温室气体和各种污染物质，体和各种污染物质，改变大气的化学组成改变大气的化学组成；另一另一个是个是在农牧业发展和其他活动中在农牧业发展和其他活动中改变下垫面的性改变下垫面的性质质。如城市化、破坏森林和草原植被、海洋石油如城市化、破坏森林和草原植被、海洋石油污染等。污染等。此外此外，人为热释放和水汽释放对局地小人为热释放和水汽释放对局地小气候产生影响。气候
5、产生影响。第一节第一节 温室气体温室气体和和温室效应温室效应的概念及其的概念及其形成过程形成过程 地球在接受太阳短波辐射的同时也不断向外发地球在接受太阳短波辐射的同时也不断向外发射长波辐射，大气中有一些气体具有吸收长波辐射，射长波辐射，大气中有一些气体具有吸收长波辐射，使其返回地表的特性，因而使得地球外逸辐射减少，使其返回地表的特性，因而使得地球外逸辐射减少，导致气温升高，这种现象被称为导致气温升高，这种现象被称为温室效应温室效应。大气中。大气中的的二氧化碳、水汽、甲烷、一氧化碳、臭氧二氧化碳、水汽、甲烷、一氧化碳、臭氧等气体等气体吸收和放出长波辐射吸收和放出长波辐射的能力特别的能力特别强强，
6、因而被称为，因而被称为温温室气体室气体。这这是太是太阳阳 想知道地球的想知道地球的温温室效室效应应是怎是怎么么形成的形成的吗吗?大部分太大部分太阳阳輻射輻射会直接会直接穿透大穿透大气气层层抵抵达达地球表面地球表面有些有些则会则会被地表或是大被地表或是大气层气层反射回太空去反射回太空去而而从从地球表面散出的地球表面散出的红红外外线线輻射輻射有些有些会会穿透穿透过过大大气层气层輻射出去輻射出去而有些而有些却却被大被大气层气层吸收然吸收然后后再輻射回再輻射回来来如此在地表和大如此在地表和大气层气层之之间间跑跑来来跑去跑去如此一如此一來來，地球就，地球就变热变热了了！CO2,CH4,N2O,H2O 地
7、表吸收温室效应温室效应：温室气体温室气体能吸收地表长波辐射，使大气变暖，与能吸收地表长波辐射，使大气变暖，与“温室温室”作用相似。作用相似。若无若无“温室效应温室效应”，地球表面平均温度是，地球表面平均温度是18，而非现在的而非现在的15。温室气体种类温室气体种类n大气层中主要的温室气体主要有大气层中主要的温室气体主要有(CO(CO2 2)，(CH(CH4 4)，(N(N2 2O)O)，(O(O3 3)及及(CFCs)(CFCs)。大气层中的水汽大气层中的水汽(H(H2 2O)O)虽然是虽然是天然温室效应天然温室效应的主要原因，但的主要原因，但普遍认为它的成份并不直接受人类活动所影响。普遍认为
8、它的成份并不直接受人类活动所影响。n温室气体占大气层不足温室气体占大气层不足1%1%。其总浓度在于各其总浓度在于各源源和和汇汇的平衡结果。的平衡结果。源源是指某些化学或物理过程是指某些化学或物理过程使得温室使得温室气体浓度增加，相反气体浓度增加，相反汇汇是令其减少是令其减少。人类的活动可直接影。人类的活动可直接影响各种温室气体的响各种温室气体的源源和和汇汇而因此改变了其浓度。而因此改变了其浓度。表一：几种主要温室气体的特性表一：几种主要温室气体的特性温室气体温室气体 源源汇汇对气候的影响对气候的影响 二氧化碳二氧化碳(CO2)1)燃料燃料2)改变土地的使用改变土地的使用（砍伐森林）（砍伐森林）
9、1)被海洋吸收被海洋吸收2)植物的光合作用植物的光合作用 吸收红外线辐射，影响吸收红外线辐射，影响大气平流层中大气平流层中O3的浓度的浓度甲烷甲烷(CH4)1)生物体的燃烧生物体的燃烧 2)肠道发酵作用肠道发酵作用3)水稻水稻 1)和和OH起化学作用起化学作用2)被土壤内的微生物吸取被土壤内的微生物吸取吸收红外线辐射，影响对吸收红外线辐射，影响对流层中流层中O3及及OH的浓度，的浓度，影响平流层中影响平流层中O3和和H2O的的浓度，浓度，产生产生CO2 一氧化二氮一氧化二氮(N2O)1)生物体的燃烧生物体的燃烧2)燃料燃料3)化肥化肥 1)被土壤吸取被土壤吸取 2)在大气平流层中被光线在大气平
10、流层中被光线 分解与及和分解与及和O起化学作用起化学作用吸收红外线辐射，影响吸收红外线辐射，影响大气平流层中大气平流层中O3的浓度的浓度 臭氧臭氧(O3)光线令光线令O2产生光化产生光化作用作用 与与NOx，ClOx及及HOx等化等化合物的催化反应。合物的催化反应。吸收紫外光及红外线辐吸收紫外光及红外线辐射射 一氧化碳一氧化碳(CO)1)植物排放植物排放 2)人工排放（交通人工排放（交通 运输和工业）运输和工业）1)被土壤吸取被土壤吸取 2)和和OH起化学作用起化学作用影响平流层中影响平流层中O3和和OH的循环，产生的循环，产生CO2 氯氟碳化合物氯氟碳化合物(CFCs)工业生产工业生产 在对
11、流层中不易被分解，在对流层中不易被分解，但在平流层中会被光线分但在平流层中会被光线分解和跟解和跟O产生化学作用产生化学作用 吸收红外线辐射，影响吸收红外线辐射，影响平流层中平流层中O3的浓度的浓度 二氧化硫二氧化硫(SO2)1)火山活动火山活动 2)煤及生物体燃烧煤及生物体燃烧1)干和湿沉降干和湿沉降 2)与与OH产生化学作用产生化学作用形成悬浮粒子而散射太形成悬浮粒子而散射太阳辐射阳辐射 化石能源燃烧活动（二氧化碳CO2等）化石能源开采过程（二氧化碳CO2和甲烷CH4）工业生产过程（二氧化碳CO2）农业和畜牧业（甲烷CH4）废弃物处理（甲烷CH4和氧化亚氮N2O）土地利用变化(二氧化碳CO2
12、)排放温室气体的人类活动排放温室气体的人类活动 第二节第二节 温室气体现状温室气体现状 大气成分的浓度一直变化着大气成分的浓度一直变化着，引起这种变化的原因有，引起这种变化的原因有自然原因自然原因，也有，也有人类活动的原因人类活动的原因，人类活动可能是造人类活动可能是造成气候几年到几十年时间尺度变化的主要原因成气候几年到几十年时间尺度变化的主要原因。因为大气是超级流体，因为大气是超级流体，工业排放的气体很容易在全球范围工业排放的气体很容易在全球范围内输送内输送。人类活动造成的局地或区域性范围的。人类活动造成的局地或区域性范围的地表生态系地表生态系统的变化也会改变大气的组分（自然原因）统的变化也
13、会改变大气的组分（自然原因），因为大气的，因为大气的许多化学组分都来自地表生物源。许多化学组分都来自地表生物源。人类活动对大气的影响人类活动对大气的影响主要表现主要表现:在增加大在增加大气中二氧化碳、气溶胶、大气中的水汽含量及其气中二氧化碳、气溶胶、大气中的水汽含量及其他微量气体的含量。他微量气体的含量。虽然人类活动对大气成分的虽然人类活动对大气成分的影响早就存在，但直到近百年来，由于人口的增影响早就存在，但直到近百年来，由于人口的增长和工业的飞速发展，这种影响才在全球尺度上长和工业的飞速发展，这种影响才在全球尺度上逐渐表现出来，引起人们的关注。逐渐表现出来，引起人们的关注。大量的观测事实表明
14、，大气中化学成分的变大量的观测事实表明，大气中化学成分的变化主要是：化主要是：大气中二氧化碳和甲烷浓度逐年大气中二氧化碳和甲烷浓度逐年增加；大气中臭氧总量减少；氯氟烃化合增加；大气中臭氧总量减少；氯氟烃化合物的全球平均浓度从无到了相当量级。物的全球平均浓度从无到了相当量级。二氧化碳的浓度现状二氧化碳的浓度现状n大气中大气中COCO2 2浓度浓度工业革命前大致稳定工业革命前大致稳定在在2802801010-3-3mL/LmL/L，近几十年增长迅速，到，近几十年增长迅速，到19901990年已增至年已增至3453451010-3-3mL/LmL/L，2020世纪世纪9090年年代后，增长更快代后，
15、增长更快。由上图可以看出：。由上图可以看出：COCO2 2浓浓度从度从19911991年到年到20052005年持续增长，到年持续增长，到20052005年，年，已达到已达到3803801010-3-3mL/LmL/L左右。左右。n COCO2 2浓度增长的原因：浓度增长的原因：大量燃烧化石燃料大量燃烧化石燃料和大量砍伐森林。和大量砍伐森林。n据研究排放到大气中的据研究排放到大气中的COCO2 2有有50%50%为海样吸收，为海样吸收，另一部分被森林吸收变成固态生物体，存另一部分被森林吸收变成固态生物体，存储于大自然中。储于大自然中。n目前由于大量森林被毁，森林的减少目前由于大量森林被毁，森林
16、的减少不但不但减少了对大气中减少了对大气中COCO2 2的吸收，的吸收，而且而且被毁森林被毁森林燃烧、腐烂，更增加了大量燃烧、腐烂，更增加了大量COCO2 2到空中。到空中。如如按现在按现在COCO2 2的排放水平计算，到的排放水平计算，到20252025年大气年大气中的中的COCO2 2浓度为工业化前的浓度为工业化前的1.551.55倍。倍。20032003年年5 5月已达到月已达到379ppmv(379ppmv(百万分之一体积百万分之一体积)。过去。过去1010年中大气年中大气COCO2 2浓浓度以度以 的速率增长，而过去的速率增长，而过去5050年平均仅为年平均仅为1ppmv/1ppmv
17、/年年。夏威夷观象台测量的大气夏威夷观象台测量的大气CO2浓度变化浓度变化(Keeling and Whorf,2004)工业化（工业化（1750年）以来，年）以来，大气中温室气体大气中温室气体明显增加明显增加。南极南极Law Dome冰芯资料显示的近冰芯资料显示的近1000年大气年大气CO2浓度浓度（IPCC，2001）（IPCC，2001）目前的目前的COCO2 2浓度是浓度是4242万年来的最大值。万年来的最大值。8383万年来，仍是最大值万年来，仍是最大值南极东方站（南极东方站（VostokVostok）测量的）测量的大气大气COCO2 2浓度变化浓度变化人类活人类活动扰动动扰动近近1
18、000年以来年以来CO2浓度变化浓度变化甲烷浓度的变化甲烷浓度的变化甲烷又称为沼气，主要由水稻田、反刍动物、沼泽地和生物体甲烷又称为沼气，主要由水稻田、反刍动物、沼泽地和生物体的燃烧而排入大气。是另外一种重要的温室气体。的燃烧而排入大气。是另外一种重要的温室气体。年年 份份200万年万年11万年以前万年以前1950年年1990年年20302050年年甲烷含量甲烷含量10-3mL/L0.75-0.801.251.722.34-2.50近年来全球逐年甲烷混合比（占近年来全球逐年甲烷混合比（占空气的百分率）变化空气的百分率）变化一氧化二氮浓度变化一氧化二氮浓度变化 一氧化二氮的排放量与农田面积增加和
19、释放氮肥有关。平流层超一氧化二氮的排放量与农田面积增加和释放氮肥有关。平流层超音速飞行也可以产生。音速飞行也可以产生。年份年份工业革命前工业革命前1985年年1990年年含含 量量 （10-4mL/L）2.13.053.10一氧化二氮除了引起全球增温之外还能通过光化学作用在一氧化二氮除了引起全球增温之外还能通过光化学作用在平流层引起臭氧离解，破坏臭氧层。平流层引起臭氧离解，破坏臭氧层。n在制冷工业发展前，大气中本没有这种气在制冷工业发展前，大气中本没有这种气体成分体成分氟氯烃化合物氟氯烃化合物CFCCFCs s 。其未来含量的。其未来含量的变化取决于今后的限制情况变化取决于今后的限制情况。氟氯
20、烃化合物氟氯烃化合物CFCs：是制冷工业、喷雾剂和发泡剂的主要原是制冷工业、喷雾剂和发泡剂的主要原料。此族的某些混合物如氟里昂是具有强烈料。此族的某些混合物如氟里昂是具有强烈增温效应的温室气体增温效应的温室气体，还，还是是破坏平流层臭氧破坏平流层臭氧的主要因子。的主要因子。第三节第三节 温室气体对气候的影响温室气体对气候的影响n在温室气体中在温室气体中COCO2 2占占55%55%，甲烷占，甲烷占15%15%，CFCsCFCs占占25%25%。COCO2 2占的比重最大占的比重最大，因此，因此COCO2 2浓度的浓度的增加对气候影响是最重要的。增加对气候影响是最重要的。温室气体对气候影响总增加
21、的贡献温室气体对气候影响总增加的贡献一、一、温室效应温室效应增强后对气候变化增强后对气候变化的影响的影响1)1)气候转变：气候转变：全球变暖全球变暖 利用复杂的气候模式，利用复杂的气候模式，政府间气候变化专门委员会政府间气候变化专门委员会在第四在第四次评估报告估计次评估报告估计:全球的地面平均气温会在全球的地面平均气温会在21002100年上升年上升1.11.1至至6.46.4度度。这预计这预计已考虑到已考虑到大气层中大气层中气融胶气融胶倾于对地球气候倾于对地球气候降温降温的效应与及的效应与及海洋吸收热能海洋吸收热能的作用的作用 (海洋有较大的热容量海洋有较大的热容量)。但是，还有很多。但是，
22、还有很多未未确定的因素确定的因素会影响这个推算结果，例如：会影响这个推算结果，例如：未来温室气体排放量的预未来温室气体排放量的预计计、对气候转变的、对气候转变的各种反馈过程各种反馈过程和和海洋吸热的幅度海洋吸热的幅度等等。等等。气温在上升气温在上升 IPCC-WGI过去过去13001300年北半球地表平均温度变化年北半球地表平均温度变化（相对于19611990年均值）IPCC AR4,2007第四次评估：20世纪后半叶可能是过去1300年中最暖的50年。第三次评估：20世纪可能是过去1000年中最暖的100年。(IPCC AR4,2007)气温在升高气温在升高海平面在上升海平面在上升 北半球冰
23、雪覆盖北半球冰雪覆盖面积在减小面积在减小不仅如此不仅如此大气中的大气中的水汽在增加水汽在增加格陵兰和南极格陵兰和南极冰盖的质量冰盖的质量正在流正在流失失冰川在退缩冰川在退缩北冰洋北冰洋海冰覆盖面积海冰覆盖面积正在缩小正在缩小季节性冻土区面积季节性冻土区面积在缩小在缩小极端气温极端气温出现频次在增加出现频次在增加.Warming is Unequivocal许多变化揭示着一个正在变暖的世界许多变化揭示着一个正在变暖的世界n引起气候变化的原因，既有自然的，引起气候变化的原因，既有自然的，也有人为的。也有人为的。n人类活动引起人类活动引起现代现代气候变暖气候变暖。n政府间气候变化专门委员会第四次评政
24、府间气候变化专门委员会第四次评估报告基本认定，估报告基本认定，最近最近5050年的气候变暖年的气候变暖很可能很可能是由于人类活动引起的是由于人类活动引起的。IPCC-WGI低排放低排放中等排中等排放放高排放高排放陆地陆地上和大多上和大多数数北半球高纬北半球高纬地区地区的的增暖增暖最最为显著。为显著。而南大洋和北而南大洋和北大西洋的变暖大西洋的变暖最弱。最弱。(IPCC AR4,2007)2020-2029年年2090-2099年年2)2)海平面升高海平面升高假若假若全球变暖全球变暖正在发生，有两种过程会正在发生，有两种过程会导致海平面升高。导致海平面升高。第一种是海水受热膨胀令第一种是海水受热
25、膨胀令水平面上升。第二种是冰川和格陵兰及南水平面上升。第二种是冰川和格陵兰及南 极洲上的冰块溶解使海洋水份增加。极洲上的冰块溶解使海洋水份增加。预期由预期由19001900年至年至21002100年年地球的平均海平面上升幅度地球的平均海平面上升幅度介乎介乎0.180.18米至米至0.590.59米米之间。之间。图图瓦瓦卢卢在在这里这里澳洲澳洲 澳大利亚环境学家警告称，澳大利亚环境学家警告称，全球变暖导致海平面上升，世界第二小全球变暖导致海平面上升，世界第二小国图瓦卢国图瓦卢、邻国、邻国基里巴斯基里巴斯以及印度洋上的以及印度洋上的马尔代夫马尔代夫三个岛国正面临三个岛国正面临“灭顶灭顶”之灾，未来
26、不远，它们可能被海水吞没，从地球上彻底消失。之灾，未来不远，它们可能被海水吞没，从地球上彻底消失。后院能摸鱼后院能摸鱼 图瓦卢位于中太平洋南部，是仅次于瑙鲁的世界第二小国。近日，图瓦卢图瓦卢位于中太平洋南部，是仅次于瑙鲁的世界第二小国。近日，图瓦卢6 6名运动员参加了在澳大利亚墨尔本举行的英联邦运动会。名运动员参加了在澳大利亚墨尔本举行的英联邦运动会。“或许，人们将或许，人们将来在英联邦运动会上会举着（这些国家的）旗帜，纪念这些消失在波涛下的来在英联邦运动会上会举着（这些国家的）旗帜，纪念这些消失在波涛下的国度。国度。”澳大利亚问题研究所负责人克莱夫澳大利亚问题研究所负责人克莱夫汉密尔顿博士说
27、。汉密尔顿博士说。图瓦卢是一个典型的热带岛国。在那里，随处可见穿着蓝色衬衫和短裤的图瓦卢是一个典型的热带岛国。在那里，随处可见穿着蓝色衬衫和短裤的警察光脚走在大街上，渔夫们用网捞上新鲜金枪鱼，下午时光在吸烟和品尝警察光脚走在大街上，渔夫们用网捞上新鲜金枪鱼，下午时光在吸烟和品尝酸椰汁中悠闲度过。然而，随着海平面的上升，这幅美好景象很快要消失了。酸椰汁中悠闲度过。然而，随着海平面的上升，这幅美好景象很快要消失了。图瓦卢副总理萨乌法图图瓦卢副总理萨乌法图索波安加有着切身体会：索波安加有着切身体会：“我曾把一大堆椰子放在我曾把一大堆椰子放在我家后院，海水冲走了其中的一半。我家后院，海水冲走了其中的一
28、半。”每逢每逢2 2、3 3月大潮期间，图瓦卢都有月大潮期间，图瓦卢都有3030的国土被海水淹没的国土被海水淹没。“一些人问我一些人问我们留在这里的意义是什么？们留在这里的意义是什么？”图瓦卢环境部长埃纳特图瓦卢环境部长埃纳特埃维说。本月，前所埃维说。本月，前所未有的大浪席卷图瓦卢海滩，咸水从地下汩汩涌出，大片农田被淹没，农田未有的大浪席卷图瓦卢海滩，咸水从地下汩汩涌出，大片农田被淹没，农田盐化致使农作物大片死亡。盐化致使农作物大片死亡。“我不得疏散我家的猪，水淹到了它们的脖子。我不得疏散我家的猪，水淹到了它们的脖子。”一名居民说。海水还没过许多人家的后院，他们还一名居民说。海水还没过许多人家
29、的后院，他们还“苦中作乐苦中作乐”地在水中摸地在水中摸鱼。鱼。首都富纳富提是图瓦卢主要的环礁岛。那里几乎每寸土地都被木屋、小菜园首都富纳富提是图瓦卢主要的环礁岛。那里几乎每寸土地都被木屋、小菜园和猪圈所占据。海岸线以很快的速度倒退，曾出现在图瓦卢一张明信片上的和猪圈所占据。海岸线以很快的速度倒退，曾出现在图瓦卢一张明信片上的微型岛屿连同岛上的椰子树已被海浪吞没。微型岛屿连同岛上的椰子树已被海浪吞没。仅有仅有1 1万多人口的图瓦卢地面面积万多人口的图瓦卢地面面积仅剩仅剩2626平方公里，地势最高的地方剩平方公里，地势最高的地方剩5 5米，而且也仅比海平面高出米，而且也仅比海平面高出4.54.5米
30、。米。近近年来，图瓦卢居民的饮用水也无法得到保证，只能靠积存雨水和利用日本进年来，图瓦卢居民的饮用水也无法得到保证，只能靠积存雨水和利用日本进口的海水淡化装置解决一部分生活用水。口的海水淡化装置解决一部分生活用水。全球变暖为祸首全球变暖为祸首 联合国负责监测气候变动的政府间组织（联合国负责监测气候变动的政府间组织（IPCCIPCC）的统计资料显示，未来）的统计资料显示，未来100100年地球气温还要上升年地球气温还要上升1.41.45.85.8，海面则相应上升，海面则相应上升8080厘米左右，这对图瓦卢厘米左右，这对图瓦卢无疑意味着灭顶之灾。无疑意味着灭顶之灾。图瓦卢政府此前已与新西兰达成移民
31、协议，每年向那里迁移图瓦卢政府此前已与新西兰达成移民协议，每年向那里迁移8080人。南太平人。南太平洋岛国纽埃也曾表示愿意接纳图瓦卢民众。但目前的问题是，由于全球变暖洋岛国纽埃也曾表示愿意接纳图瓦卢民众。但目前的问题是，由于全球变暖的速度过快，纽埃也面临着和图瓦卢相同的问题。的速度过快，纽埃也面临着和图瓦卢相同的问题。环境保护组织认为，澳大利亚对南太平洋上的小岛国负有义务，因为澳环境保护组织认为，澳大利亚对南太平洋上的小岛国负有义务，因为澳大利亚人均排放的温室气体超过其他工业化国家，而且与美国一样拒绝签署大利亚人均排放的温室气体超过其他工业化国家，而且与美国一样拒绝签署旨在控制全球变暖的旨在控
32、制全球变暖的京都议定书京都议定书。“我们正在替人受过，我们正在替人受过，”图瓦卢灾害图瓦卢灾害协调员苏美沃协调员苏美沃斯鲁说，斯鲁说，“我们希望有国家给我们资金修建防洪墙，保住这个我们希望有国家给我们资金修建防洪墙，保住这个国家。国家。”(IPCC AR4,2007)自IPCC第三次评估报告（2001年）以来，对降水分布预估结果的认识不断提高。高纬地区的降水量很可能增多，而多数副热带大陆地区的降水量可能 减少。3）对人类生活的潜在影响）对人类生活的潜在影响n高温、高温、热浪热浪和和强降水强降水事件发生频率很可能会事件发生频率很可能会持续上升持续上升n台风台风和飓风风速更大、降水更强、破坏力更和
33、飓风风速更大、降水更强、破坏力更为严重为严重n千年一遇千年一遇洪水洪水发生频率可能变为百年一遇；发生频率可能变为百年一遇；百年一遇洪水发生频率可能变为百年一遇洪水发生频率可能变为5050年一遇甚年一遇甚至更短；而在部分地区，可能会发生从未发至更短；而在部分地区，可能会发生从未发生过的生过的极端事件极端事件。n近百年我国年平均气温升高了1.1；n我国年均降水量变化趋势不明显，但区域降水变化波动较大；n近50年，我国区域极端天气气候事件的频率和强度发生了明显变化；n预计21世纪我国地表气温将继续上升，降水也呈增加趋势。全球和中国地表平均温度(相对于19611990年均值)变化据文献（Jones等，
34、1999）补充据文献（王绍武，1998）补充（中国气象局国家气候中心）近50年中国大部分地区呈增温趋势，以北方增温最为明显（单位：（单位：/10年）年）（中国气象局气候变化中心）2008年是我国1951年以来的第7个最暖年（中国气象局气候变化中心）2007年年近50年来，西部地区降水约增加15至50；东部地区频繁出现“南涝北旱”，华南地区降水约增加5至10，而华北和东北大部分地区约减少10至30。（图：1958-2007年我国年降水量变化幅度）（单位：（单位：%/10年）年）（中国气象局气候变化中心）（中国气象局气候变化中心）（中国气象局气候变化中心）区域性干旱加剧，特别是华北地区最近20多年
35、中有8年发生干旱，干旱发生之频繁、干旱范围之广、损失之大，是1886年以来最严重的。（中国气象局气候变化中心）l在目前全球粮价不断飙升的新形势下，粮食安全受气候变化的影响更为突出。如，气候变暖导致我国农作物因旱受灾面积和粮食产量波动呈加大趋势。l我国平均每年受旱耕地面积约2200多万公顷，损失粮食1000万吨。特别是2000年和2001年受旱面积约4000万公顷，年损失粮食5000万吨。l温度升高对某些地区农业生产也提供了一些有利条件。如，我国东北地区低温冷害减轻，水稻和冬小麦种植区域扩大。另外，CO2的“施肥效应”也对植物生长产生“助长作用”。l我国东部物候期提前，亚热带、温带北界北移。湿地
36、和草原等生态系统退化，某些物种消失，全国动植物病虫害发生频率上升，分布变化显著。l近30年来，西北地区退缩的冰川约占冰川总条数的80，导致绿洲生态受到威胁。l未来生态系统的脆弱性大大增加。如，森林类型分布北移和上移，其中针叶林分布面积减少明显森林火灾及病虫害发生频率和强度增高；内陆湖泊和湿地加速萎缩；青藏高原生态系统一旦遭到破坏几乎不可恢复。大熊猫、野马、野骆驼等野生动物和某些苔藓、蕨类、裸子以及被子植物将处于濒危或受威胁状态。气候变化是影响人体健康的主要因素之一n负面：如高温热浪、特大洪水等极端天气气候事件的出现更为频繁，城市热岛持续加强使城市空气质量下降，热带疾病的蔓延，都直接危害人体健康
37、。n正面：如寒潮频次减少，对人类健康的不利影响也将减轻。近近2020年来，人类对气候变化事实、成因和年来，人类对气候变化事实、成因和影响的认识有了很大提高，国际科学界在气候影响的认识有了很大提高，国际科学界在气候变化的总体认识上已经形成了比较一致的观点，变化的总体认识上已经形成了比较一致的观点，但也有不同的看法，尤其但也有不同的看法，尤其在气候变化成因和影在气候变化成因和影响上的学术争论一直存在响上的学术争论一直存在，少数学者还持有不，少数学者还持有不同甚至相反的观点。同甚至相反的观点。实际上，地质学研究表明，地球历史上确曾发生实际上，地质学研究表明，地球历史上确曾发生多次气候冷暖交替。多次气
38、候冷暖交替。距今距今80003500年的大暖期时年的大暖期时的温度比现代高的温度比现代高23以上。以上。当前国际社会高度关当前国际社会高度关注的是注的是1750年工业革命以来由人类活动引起的气候年工业革命以来由人类活动引起的气候变化。变化。如果如果21世纪气候继续显著快速变暖，有可能世纪气候继续显著快速变暖，有可能在较短时间内达到甚至超过近在较短时间内达到甚至超过近1万年来的最高值。万年来的最高值。实际上，地球轨道参数的变化主要影响几万年或几实际上，地球轨道参数的变化主要影响几万年或几十万年的气候变化，对十万年的气候变化，对1750年以来气候变暖的作用年以来气候变暖的作用很小。很小。对太阳辐射
39、的卫星直接观测至今只有对太阳辐射的卫星直接观测至今只有28年，年，并无太大的变化。并无太大的变化。根据根据IPCC第四次评估报告，第四次评估报告，太阳太阳活动的作用不到二氧化碳作用的活动的作用不到二氧化碳作用的1/10。（温室气体（温室气体+气溶胶，气溶胶，1750-2005年）年）太阳太阳活动活动人类人类活动活动(IPCC AR4,2007)科学界的主流观点认为，科学界的主流观点认为，气候变幅比较小时，其影气候变幅比较小时，其影响利弊并存。但如果气候变化幅度过大，速度过快，响利弊并存。但如果气候变化幅度过大，速度过快，超过了某个临界点，且人类还来不及适应的情况下，超过了某个临界点，且人类还来
40、不及适应的情况下，将可能带来不可逆转的灾难性后果。将可能带来不可逆转的灾难性后果。另一方面，当今另一方面，当今人类社会高度发展，气候变化影响的程度已经不可与人类社会高度发展，气候变化影响的程度已经不可与人类早期文明时期相提并论。人类早期文明时期相提并论。n水资源：到2030年，高纬和湿润热带的径流和可用水将增加10-40%10-40%；中低纬干旱区和干旱热带将减少10-30%10-30%；受旱面积增加，强降水发生频率升高增加洪涝。n陆地生态系统：如果全球平均温度增幅超过1.5-2.51.5-2.5，目前所评估到的20-30%20-30%动植物物种可能面临更大的灭绝风险。n粮食、纤维和林业产品：
41、全球而言，局部增温1-31-3农业产量有所增加，超过这个温度就将减产。n海岸带系统和低洼地区：由于气候变化和海平面上升将面临海岸侵蚀等后果；到20802080s前，数百万以上的人口会遭受洪涝之害。n工业、人居环境和社会：最脆弱地区：海岸带和江河洪泛平原，经济与气候敏感性资源联系密切，极端事件易发，城市化快速。n人类健康：热浪、洪水、风暴、火灾和干旱导致的死亡、疾病和伤害增加，某些传染病传播媒介的空间分布改变。二、臭氧层耗竭臭氧层耗竭n20km以上大气中的臭氧层臭氧层，能够，能够吸收吸收太阳辐射中太阳辐射中的的紫外线紫外线部分，部分，对地表生物圈具有保护作用对地表生物圈具有保护作用；同；同时，时
42、，臭氧层可以使平流层增热，形成平流层的稳臭氧层可以使平流层增热，形成平流层的稳定层结。定层结。n由于飞机、核爆炸、氯氟碳化合物等的增加将减由于飞机、核爆炸、氯氟碳化合物等的增加将减少臭氧的含量少臭氧的含量。氯氟碳化合物在对流层几乎不发。氯氟碳化合物在对流层几乎不发生化学反应，当上升到生化学反应，当上升到平流层中时，在辐射下分平流层中时，在辐射下分解，破坏臭氧层解，破坏臭氧层。由于人类活动排放了氯氟碳化由于人类活动排放了氯氟碳化合物，使臭氧层中的臭氧含量减少合物，使臭氧层中的臭氧含量减少。n如图给出了各气候带纬向平均的臭氧总量变化的如图给出了各气候带纬向平均的臭氧总量变化的年际变化，可见：年际变
43、化，可见：自自2020世纪世纪8080年代初期以后，臭年代初期以后，臭氧量急剧减少氧量急剧减少。南极最低值达。南极最低值达-15%-15%，北极则达到，北极则达到-5%5%，全球平均在，全球平均在2%2%左右振荡。从左右振荡。从垂直变化而言，垂直变化而言，以以15-20km15-20km高空减少最多。高空减少最多。n近年来，大气臭氧浓度的持续下降趋势以南极最近年来，大气臭氧浓度的持续下降趋势以南极最明显，在大气臭氧层中出现一种特殊的现象明显，在大气臭氧层中出现一种特殊的现象-南极南极臭氧洞臭氧洞。它是指。它是指南极大陆上空春季臭氧浓度急剧南极大陆上空春季臭氧浓度急剧下降，形成一个面积与极地蜗旋
44、相当的大气臭氧下降，形成一个面积与极地蜗旋相当的大气臭氧综总量很低的地区。综总量很低的地区。n关于臭氧洞的形成和变化原因，目前还不清楚，臭氧洞的形成和变化原因，目前还不清楚，它可能与人类活动、太阳活动、大气环流和火山它可能与人类活动、太阳活动、大气环流和火山活动有关。活动有关。n臭氧层的破坏对生态和身体健康影响很大。臭氧层的破坏对生态和身体健康影响很大。臭氧臭氧减少，使到达地面的紫外线辐射增强，会破坏减少，使到达地面的紫外线辐射增强，会破坏DNADNA来改变遗传信息，杀死海洋浮游生物、减少渔产，来改变遗传信息，杀死海洋浮游生物、减少渔产，破坏森林，减低农作物的产量质量，消弱人的免破坏森林，减低
45、农作物的产量质量，消弱人的免疫力，损害眼睛，增加皮肤癌等疾病的发生。疫力，损害眼睛，增加皮肤癌等疾病的发生。三、人为硫污染和酸雨n大气中的酸雨可源于大气中的酸雨可源于自然过程和人为过程自然过程和人为过程。自然。自然源主要指生物过程、海洋泡沫、和火山爆发等；源主要指生物过程、海洋泡沫、和火山爆发等；人为源指石油的燃烧、冶金和硫酸工业等。其中，人为源指石油的燃烧、冶金和硫酸工业等。其中，人为源占很大比重，而煤和石油的燃烧又是其最人为源占很大比重，而煤和石油的燃烧又是其最主要的主要的SOSO2 2源。源。n当大气未受污染是，降水的酸碱度仅受大气中当大气未受污染是，降水的酸碱度仅受大气中CO2CO2的
46、影响。我们把它作为背景值，当温度为的影响。我们把它作为背景值，当温度为0 0C C时，时，这种溶液的这种溶液的PHPH值为值为5.65.6。我们把我们把PHPH值小于值小于5.65.6的降的降水称为酸雨。人类活动向大气排放水称为酸雨。人类活动向大气排放SOSO2 2和和NONO2 2是引是引起降水酸化的主要原因起降水酸化的主要原因。n目前目前世界世界各地的降水均有不同程度的酸化，其中最严重的各地的降水均有不同程度的酸化，其中最严重的有三个地区：有三个地区：欧洲（西欧和北欧酸雨区欧洲（西欧和北欧酸雨区）、）、北美酸雨区北美酸雨区（美国和加拿大东部）、（美国和加拿大东部）、中国酸雨区中国酸雨区。我
47、国酸雨区主要分。我国酸雨区主要分布在布在长江以南。西南酸雨区（重庆、贵阳）、华南酸雨区长江以南。西南酸雨区（重庆、贵阳）、华南酸雨区（长沙）、东南酸雨区（福州）为最严重的三个酸雨区（长沙）、东南酸雨区（福州）为最严重的三个酸雨区。近年来，我国酸雨污染程度越来越严重，污染区越来越大。近年来，我国酸雨污染程度越来越严重，污染区越来越大。n酸雨会使酸雨会使水体酸化，土壤贫瘠，森林衰退，农业减产，生水体酸化，土壤贫瘠，森林衰退，农业减产，生态系统破坏，以及腐蚀建筑物和文物古迹等。态系统破坏，以及腐蚀建筑物和文物古迹等。四、人为气溶胶变化及其气候效应四、人为气溶胶变化及其气候效应n气溶胶：是指悬浮于空气
48、中的微小的液体气溶胶：是指悬浮于空气中的微小的液体或固体颗粒。或固体颗粒。微粒的直径范围为微粒的直径范围为0.01-1000.01-100微米。微米。n三个来源：三个来源：自然源自然源如风力扬尘、海水喷沫、如风力扬尘、海水喷沫、火山爆发和森林燃烧等；火山爆发和森林燃烧等；人为源人为源如化石和如化石和非化石燃料的燃烧、交通运输以及各种工非化石燃料的燃烧、交通运输以及各种工业排放等；业排放等；还可以由其它转化而来。还可以由其它转化而来。其中其中人为源占人为源占10%10%。n返回地面的途经：返回地面的途经：干沉降和湿沉降。干沉降和湿沉降。n由于人类活动的不断强化，近几十年来的由于人类活动的不断强化
49、，近几十年来的大气大气气溶胶有逐年增加的趋势气溶胶有逐年增加的趋势，大气透明，大气透明度随之下降。如图，根据观测结果，高加度随之下降。如图，根据观测结果，高加索索4000m4000m以上高山冰川的尘埃量在以上高山冰川的尘埃量在19301930年以年以前非常稳定，前非常稳定，此后逐年增加，此后逐年增加，19501950年以后年以后显著增加。显著增加。n气溶胶对气候的影响：气溶胶对气候的影响：一是阳伞效应一是阳伞效应：增：增大行星大气的反射率，减少到达地面的太大行星大气的反射率，减少到达地面的太阳辐射；阳辐射；二是增加地气系统对太阳辐射的二是增加地气系统对太阳辐射的吸收；吸收；三是三是温室效应：温
50、室效应：对地面长波辐射是对地面长波辐射是强吸收体；强吸收体；四是能影响云量，增强云的吸四是能影响云量，增强云的吸收率和反射率；五是对云雨天气有影响：收率和反射率；五是对云雨天气有影响：如果水汽充足，则云雨量增加，如果水汽如果水汽充足，则云雨量增加，如果水汽量较少，虽然使云滴数量增加，但云滴减量较少，虽然使云滴数量增加，但云滴减小，从而使降水量减少。小，从而使降水量减少。第四节 人类活动形成的特殊气候n人类活动还通过人类活动还通过改变下垫面的物理属性改变下垫面的物理属性，来影响局地或区域气候。这是人类活动对来影响局地或区域气候。这是人类活动对气候影响的气候影响的另一种途经。另一种途经。一、防护林
