大气中CO2浓度逐渐增加的事实表明,海洋对CO2的调节能力是有限的。可以设想,如果人类继续增加化石燃料的使用量和森林的砍伐量,海洋吸纳CO2的能力终将被耗尽,那时,更大部分的CO2将被保留在大气圈中,必然导致更为显著的温室效应加剧、全球变暖和海面上升等一系列人类生存环境的变化。
全球变化15真题
一、名词解释
1、全球变化
答: 全球变化作为一个科学术语和一门交叉学科,是随着全球环境问题的出现和人类对其认识程度的不断深化而提出并发展起来的。全球变化科学的精髓是系统地球观, 强调将地球的各个组成部分作为统一的整体来加以考察和研究,将大气圈、水圈、岩石圈和生物圈之间的相互作用和地球上的物理的、化学的和生物的基本过程之间 的相互作用,以及人类与地球之间的相互作用联系起来进行综合集成研究。
2、生物多样性
答:生物多样性是一个星球上生命形式的多样性,它们的遗传、变异以及生境、生态系统的复杂性。它包括基因库多样性、物种多样性和生态系统多样性,甚至还包括功能多样性,即一个生态系统内生物的不同作用。其中物种多样性是生物多样性的核心。
3、气溶胶
答:大气气溶胶定义为悬浮在大气中的细小固体或液体粒子,但通常所说的气溶胶就是指大气中的颗粒成分。由 于大气气溶胶可以散射和吸收太阳短波辐射及地球长波辐射,影响地气系统的辐射平衡(直接效应),同时还可以作为凝结核影响云的辐射特性及作为反应表面影响 大量化学反应的速度(间接效应)。因此大气气溶胶在大气辐射和气候变化的研究中占有重要地位。
4、NAO
答:北大西洋涛动实际上是北半球大气质量在经圈方向上的“翘翘板型”调整,其活动中心分别位于冰岛和副热带北大西洋,主要表现为亚速尔高压(Azores High)和冰岛低压(Iceland low)之间气压的反向变化关系。
5、厄尔尼诺
答:厄尔尼诺赤道中、东太平洋海水温度异常增暖且水温正距平至少持续三个季以上的特殊现象。同时南方涛动指数(SOI)在此期间必须保持为负值,且小于-1.0。厄尔尼诺可以酿成全球灾难性气候变化。
6、地球系统模型
答:大气圈、水圈(含冰雪圈)、岩石圈和生物圈之间存在能量转换,且受太阳能及地核热能影响,是具有一系 列相互作用过程的耦合:一是各圈层之间的相互作用;二是物理、化学和生物三大基本过程和作用;三是人与地球的相互作用。由这三大相互作用过程耦合的复杂关 系称为地球系统。地球系统模型是对真实地球系统的抽象和简化。
二、简答
1、全球变化研究的意义。
答:(1) 全球变化研究是人类社会实现可持续发展的新科学举措。当今人类正面临着有史以来最为严重的危机,这种危机不仅是人口爆炸、资源短缺、环境污染,更为严重的 是地球整体功能的失调、紊乱,是人类赖以生存的全球环境的变化。全球变化问题的根源在于地球有限的生命支持系统与爆炸式增长的人口数量和消费需求之间的矛 盾。由于人类活动的影响,全球变化的趋势在未来相当长的时间内将继续下去。可持续发展必须以适应全球变化为基础。因此,开展全球变化研究是人类社会接受目 前环境问题的挑战,实现可持续发展的新科学举措。
(2) 有利于深化对地球系统的认识,促进自然科学和社会科学的共同发展。全球变化科学的研究有助于人类对资源、自然灾害等概念认识的深化。同时全球变化科学也关 注全球变化的环境影响、社会影响,以及对策和政策评估研究,这些研究会促进有关决策科学和应用基础与社会科学的共同发展,提高人类应对全球变化的能力。
(3) 推动世界科学进步,促进世界和平。全球变化科学确定的对全球系统研究的整体观,使得各国科学家不像从前那样仅从单个角度去研究地球的局部现象,而更多地从 全球和国际合作角度去研究人类的生存环境问题,它促进了国际性交叉学科队伍的形成,它以世界前沿学科生命力强和交叉学科多生长点的优势促进了国际科学界的 交流与合作,也促进了世界的和平与发展。
2、全球变化中的三大循环。
答:三大循环过程包括生物循环、能量循环和水循环。
(1)生物循环包括:1.陆地和海洋生物参与的C、N、P、S元素的循环;2.上述循环进一步在大气作用下发生的循环;3.地球表面生物的地球化学循环。
(2)能量循环。地球的能量循环主要是太阳辐射与地气系统相互作用的结果。如果把地表和对流层大气看作一个整体,在这个系统 中,收入部分是由地表和大气吸收的太阳辐射所组成,而支出部分则是辐射到宇宙空间去的地面和大气长波辐射,地气系统的辐射差额则是随纬度增高而由正值转变 为负值。辐射差额的这种分布,正是引起高低纬度之间大气环流和洋流产生的基本原因。
(3)水循环。全球水分循环主要是通过地表径流、蒸发、水汽输送和降水等作用实现的。
3、简述水循环的过程。
答:全球水分循环主要是通过地表径流、蒸发、水汽输送和降水等作用实现的。
特点:1.全球约97%的水在海洋,84%的水是海洋蒸发的,大气从海洋上空携带水汽输往陆地,以降水形式落下,以冰雪形式堆积在陆地表面的2.76×107km3水量超过了地下水水量; 2.陆地水分通过植物蒸腾和地表蒸发回到大气,有些还存在于土壤表面; 3.植物在水循环中通过截流、根部吸收和以蒸腾方式把水分送回大气,由于植物种类不一样,对水分循环作用也不一样,因此植物本身也使得全球水循环不均。
作用:1.水是地球表面吸收太阳辐射的主要介质; 2.水汽是一种主要的温室气体,它吸收地表长波辐射,加强了大气的温室效应; 3.水的相变——凝结和蒸发在天气和气候变化中扮演重要角色; 4.水是C、N、P、S等元素生物地球化学循环过程的主要载体; 5.水是地球表面各类物质输送和土壤岩石风化侵蚀作用的主要做功者; 6.水是生命诞生、延续、生长发育的基本条件; 7.水是人类生存和发展的基本条件。
三、论述
1、人类活动影响气候变化的几种方式及机制。
答:人类活动可通过若干方式影响气候与生态环境,其中最重要的是改变地球大气的组成(如大气温室气体和气溶胶的增加), 扰动地气系统的辐射平衡;改变地表(下垫面)状况,不但可以影响地气系统的辐射平衡,还有可能影响陆气、海气之间的能量、动量与物质交换;向大气中直接排 放废气、废水和废热,造成气候与生态环境的恶化。
1.温室效应。人类活动影响气候的第一种、也是最重要的方式是:通过大气中CO2、CH4和N2O等温室气体浓度的增加,增强大气的温室效应。
2.气溶胶效应。人类活动通过改变大气组成进而影响地球气候的第二种方式就是所谓“气溶胶”。它指的是人类活动所造成的硫酸盐气溶胶、大气尘埃等大气颗粒物的增加,可以遮挡太阳辐射而改变地气系统的辐射收支进而影响地球气候。
3.土地利用与土地覆盖变化效应。人类活动影响地球气候的第三种方式是土地利用/土地覆盖变化所产生的气候效应。大片森林被砍伐、大片草原被开垦、大片农田被占用,极大地改变了地球气候系统的下垫面特征,导致地表反照率发生变化。另外,地面特征的变化还将改变陆-气之间的物质和能量交换,以一种更为复杂的方式影响气候。
除此之外,还有“城市热岛效应”。它指由于城市的存在使城市温度高于其周边区域的温度。且城市的存在所产生的气候效应相当复杂。
2、冰冻圈在全球变化中的作用。
答:冰冻圈是全球变化的驱动力: