全球环境问题课件.ppt

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1、第四章全球环境问题第一节气候变化一、地球系统的能量平衡真空30万Km/s大气层100kmN2、O2、N和O吸收波长小于100nm50-100kmO2吸收波长小于200nm20-50kmO3吸收波长小于310nm当阳光进入地球大气层时，大气中的化学物质对于太阳的短波辐射产生光吸收。其中，最主要的光吸收物质是氧气分子，吸收<240nm的短波紫外线。氧分子的同素异形体臭氧分子也是太阳辐射的重要光吸收物质。O3+hν(λ<320nm)→O2+O温室效应：大气中CO2和H2O等微量组分对地球长波辐射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。这些微量组分就称为温室气体

2、。其他重要的温室气体还包括甲烷、臭氧、氧化亚氮、氟氯烃类。第一节气候变化一、地球系统的能量平衡应该指出，上图显示的是全球的年均的能量平衡。如果是短时或者区域甚至局地的情况，这种辐射平衡就可能不存在。地球上纬度自-30°到30°的区域占地球表面积的50％，但却接受太阳辐射的绝大部分，高纬度地区的太阳辐射相对就少得多，而两极由于冰雪覆盖更加剧了这种温度的梯度。海洋在全球温度分布中也起着一定的作用。因此，一般说来低纬度地区存在辐射增温过程，而高纬度地区则相反，存在辐射降温过程。第一节气候变化一、地球系统的能量平衡二、人类活动对气候变化的影响全球气候变化成为一个受到普遍关注的全球环境问题，主

3、要原因是由于人类在自身发展过程中对能源的过度使用和自然资源的过度开发，造成大气中温室气体的浓度以极快的速度增长，使得温室效应不断强化，从而引起全球气候的改变。全球气候变化(Climatechange)是指在全球范围内，气候平均状态(温度、降水量、风等)统计学意义上的巨大改变或者持续较长一段时间(10年或更长）的气候变动。政府间气候变化专门委员会（IPCC）:由WMO（世界气象组织）和UNEP（联合国环境规划署）于1988年建立。IPCC是一个政府间机构，它向UNEP和WMO所有成员国开放，它的作用是在全面、客观、公开和透明的基础上，对世界上有关全球气候变化的最好的现有科学、技术和社会

4、经济信息进行评估。二、人类活动对气候变化的影响自1861年以来，全球平均地表温度呈波动上升的趋势。20世纪增幅最大的两个时期为1910-1945年和1976-2000年，1998年则是最暖的年份二、人类活动对气候变化的影响CO2是大气中丰度仅次于氧、氮和惰性气体的物质，由于它对地球红外辐射的吸收作用，CO2一直是全球气候变化研究的焦点CO2二、人类活动对气候变化的影响CH4是大气中浓度最高的有机化合物，由于全球气候变化问题的日益突出，甲烷在大气中的浓度变化也受到越来越密切的关注。各项研究显示，甲烷对红外辐射的吸收带不在CO2和H2O的吸收范围之内，而且CH4在大气中浓度增长的速度比C

5、O2快，单个CH4分子的红外辐射吸收能力超过CO2。因此，CH4在温室效应的研究中具有十分重要的地位。大气中CH4的来源非常复杂。除了天然湿地等自然来源以外，超过2/3的大气CH4来自与人为活动有关的源，包括化石燃料（天然气的主要成分为甲烷）燃烧、生物质燃烧、稻田、动物反刍和垃圾填埋等。甲烷（CH4)二、人类活动对气候变化的影响据估计，各类源每年向大气中排放N2O约（3～8）×106t（以氮计）。N2O是低层大气含量最高的含氮化合物。N2O主要来自于天然源，也就是土壤中的硝酸盐经细菌的脱氮作用而生成。N2O主要的人为来源是农业生产（如含氮化肥的使用）、工业过程（如已二酸和硝酸的生产）

6、，以及燃烧过程等。目前对N2O的天然源的研究还有很大的不确定性，但一般估计其大约为人为来源的2倍左右。但是，由于N2O在大气中具有很长的化学寿命（大约120年），因此，N2O在温室效应中的作用同样引起人们广泛的关注。氧化亚氮N2O二、人类活动对气候变化的影响氟里昂是一类含氟、氯烃化合物的总称。其中最重要的物质是CFC-11（CFCl3）、CFC-12（CF2Cl2）。一般认为这类化合物没有天然来源，大气中的氟里昂全部来自它们的生产过程。这些物质被广泛地用于致冷剂、喷雾剂、溶剂清洗剂、起泡剂和烟丝膨胀剂等。氟里昂的大气寿命很长，而且对红外辐射有显著的吸收。因此，它们在温室效应中的作用不

7、容忽视。另外，由于科学研究证实氟里昂是破坏臭氧层的主要因素，目前全球正采取行动停止氟里昂的生产和使用，并逐步使用其替代物[如HCFC-22（CHCl2F）]。大气监测表明，大气中氟里昂浓度的增长速度已经减缓，替代物的浓度正在不断上升。然而许多替代物破坏臭氧层的能力虽然明显减小，但却具有显著的全球增温能力。氟利昂及替代物二、人类活动对气候变化的影响全氟代甲烷（CF4和CF3CF3）是工业铝生产过程中的副产品，SF6是主要用于大型电器设备中的绝缘流体物质。这些