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1、南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室盛业华教授盛业华教授三节全球气候变化及其对人类的影响 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室盛业华教授盛业华教授思考：左图和下面的图说明了思考：左图和下面的图说明了 什么大气环境问题？什么大气环境问题？南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室盛业华教授盛业华教
2、授 太太阳阳辐辐射射、大大气气环环流流、下下垫垫面面等等气气候候形形成成因因子子经经常常处处于于发发展展变变化化之之中中。任任何何一一个个因因子子发发生生变变化，都可能引起气候的变迁。化，都可能引起气候的变迁。一、过去的全球气候变化一、过去的全球气候变化 1.1.气候变化的原因气候变化的原因南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室盛业华教授盛业华教授 地质时期（距今地质时期（距今2222亿年亿年11万年），曾反复出现过万年），曾反复出现过3 3次大冰期，气温呈下降趋势；大冰期之间为间冰期，气次大冰期，气温呈下降趋势；大冰期之间为间冰期，气温呈上升趋势。温
3、呈上升趋势。历史时期历史时期（1 1万年左右），有时为温暖期，有时为万年左右），有时为温暖期，有时为寒冷期。我国历史时期的气候大约可分为寒冷期。我国历史时期的气候大约可分为4 4个温暖期，个温暖期，4 4个寒冷期。个寒冷期。仪器观测时期（仪器观测时期（1919世纪末以来），世界气温出现明世纪末以来），世界气温出现明显的波动上升现象。显的波动上升现象。2.2.气候变化的阶段气候变化的阶段南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室盛业华教授盛业华教授第一次温暖时期第一次温暖时期（公元前（公元前35003500前前10001000年左右）年左右）据历史资料记载，
4、黄河流域有象、据历史资料记载，黄河流域有象、水牛和竹等。估计当时的气温和降水量水牛和竹等。估计当时的气温和降水量数值都比现在高，是我国历史时期最温数值都比现在高，是我国历史时期最温暖的时代。暖的时代。第一次寒冷时期第一次寒冷时期 （公元前（公元前10001000前前850850年）年）据历史资料记载，汉水曾两次结冰，据历史资料记载，汉水曾两次结冰，紧接着又是大旱，气候寒冷干燥。紧接着又是大旱，气候寒冷干燥。第二次温暖时期第二次温暖时期 （公元前（公元前770770公元初）公元初）据历史资料记载，鲁国（今山东）据历史资料记载，鲁国（今山东）冬天没有冰，当时竹、梅等亚热带植物冬天没有冰，当时竹、梅
5、等亚热带植物分布界限偏北，表明当时气候比现在暖。分布界限偏北，表明当时气候比现在暖。第二次寒冷时期第二次寒冷时期 （公元初（公元初66世纪）世纪）据历史资料记载，淮河曾结冰，从据历史资料记载，淮河曾结冰，从昌黎到营口的渤海海面曾三年结冰，表昌黎到营口的渤海海面曾三年结冰，表明气温下降。明气温下降。我国历史时期的寒暖变化我国历史时期的寒暖变化南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室盛业华教授盛业华教授 第三次温暖时期第三次温暖时期 （7979世纪）世纪）第三次寒冷时期第三次寒冷时期 （10121012世纪）世纪）第四次温暖时期第四次温暖时期 （131413
6、14世纪）世纪）第四次寒冷时期第四次寒冷时期 （15191519世纪）世纪）据历史资料记载，当时的长安（今西安）据历史资料记载，当时的长安（今西安）无冰雪，梅和柑橘都能在关中地区生长，无冰雪，梅和柑橘都能在关中地区生长，表明气候转暖。表明气候转暖。据历史资料记载，华北已无野生梅，太据历史资料记载，华北已无野生梅，太湖曾全部冻结，苏州附近的南运河曾经湖曾全部冻结，苏州附近的南运河曾经常结冰，福建的荔枝曾两次冻死，表明常结冰，福建的荔枝曾两次冻死，表明当时的气候比现在冷得多。当时的气候比现在冷得多。据历史资料记载，杭州曾几年无冰雪，据历史资料记载，杭州曾几年无冰雪，西安等地有竹子生长，显示气候转暖
7、。西安等地有竹子生长，显示气候转暖。这段时间长达这段时间长达500500年。当时北京附近的年。当时北京附近的运河封冻期比现在长运河封冻期比现在长5050天左右。天左右。南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室盛业华教授盛业华教授 3.3.气候变化的规律气候变化的规律 世界气候成波浪式向前发展，冷暖世界气候成波浪式向前发展，冷暖干湿交替，变化周期长短不一。干湿交替，变化周期长短不一。南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室盛业华教授盛业华教授 近百年来全球平均气温已上近百年来全球平均气温已上近百年来全球平均气温已上近
8、百年来全球平均气温已上升升升升 0.60.9 0.60.9 0.60.9 0.60.9 为什么全球气温会升高？为什么全球气温会升高？为什么全球气温会升高？为什么全球气温会升高？南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室盛业华教授盛业华教授 二、二、全球气候变暖的原因全球气候变暖的原因 1.1.自然原因自然原因 举例：有哪些自然原因可以举例：有哪些自然原因可以导致气候变暖？导致气候变暖？2.2.人为原因人为原因 思考：思考：(1)(1)主要的人为原因有哪些？主要的人为原因有哪些？(2)(2)举例说明！举例说明！南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室南京师范
9、大学地理信息科学江苏省重点实验室盛业华教授盛业华教授南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室盛业华教授盛业华教授南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室盛业华教授盛业华教授南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室盛业华教授盛业华教授南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室盛业华教授盛业华教授南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室盛业华教授盛业华教授世界能源结构图南京师范大学地理信息科学江苏省重点
10、实验室南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室盛业华教授盛业华教授二氧化碳含量增多二氧化碳含量增多自然原因自然原因人为原因人为原因燃烧矿物燃料产生燃烧矿物燃料产生毁林毁林氟氯烃化合物等其他温室气体氟氯烃化合物等其他温室气体太阳活动、大气环流、太阳活动、大气环流、火山活动、地壳运动等火山活动、地壳运动等南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室盛业华教授盛业华教授 三、全球气候变暖的影响三、全球气候变暖的影响1.1.海平面上升海平面上升 2.2.影响农业和自然生态系统影响农业和自然生态系统 3.3.加剧洪涝、干旱及其他气象灾害加剧洪涝、干旱及其他气象灾害 4
11、.4.影响人类健康影响人类健康 南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室盛业华教授盛业华教授1.1.海平面上升海平面上升 全世界大约有全世界大约有1/31/3的人口生活在沿海岸线的人口生活在沿海岸线6060公里的范围内，经济发达，城市密集。全球公里的范围内，经济发达，城市密集。全球气候变暖导致的海洋水体膨胀和两极冰雪融化，气候变暖导致的海洋水体膨胀和两极冰雪融化，可能在可能在21002100年使海平面上升年使海平面上升5050厘米，危及全球厘米，危及全球沿海地区，特别是那些人口稠密、经济发达的沿海地区，特别是那些人口稠密、经济发达的河口和沿海低地。这些地
12、区可能会遭受淹没或河口和沿海低地。这些地区可能会遭受淹没或海水人侵，海滩和海岸遭受侵蚀，土地恶化，海水人侵，海滩和海岸遭受侵蚀，土地恶化，海水倒灌和洪水加剧，港口受损，并影响沿海海水倒灌和洪水加剧，港口受损，并影响沿海养殖业，破坏供排水系统。养殖业，破坏供排水系统。南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室盛业华教授盛业华教授2.2.影响农业和自然生态系统影响农业和自然生态系统 随着二氧化碳浓度增加和气候变暖，可能随着二氧化碳浓度增加和气候变暖，可能会增加植物的光合作用，延长生长季节，使世会增加植物的光合作用，延长生长季节，使世界一些地区更加适合农业耕作。
13、但全球气温和界一些地区更加适合农业耕作。但全球气温和降雨形态的迅速变化，也可能使世界许多地区降雨形态的迅速变化，也可能使世界许多地区的农业和自然生态系统无法适应或不能很快适的农业和自然生态系统无法适应或不能很快适应这种变化，使其遭受很大的破坏性影响，造应这种变化，使其遭受很大的破坏性影响，造成大范围的森林植被破坏和农业灾害。成大范围的森林植被破坏和农业灾害。南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室盛业华教授盛业华教授3.3.加剧洪涝、干旱及其他气象灾害加剧洪涝、干旱及其他气象灾害 气候变暖导致的气候灾害增多可能是一个气候变暖导致的气候灾害增多可能是一个更
14、为突出的问题。全球平均气温略有上升，就更为突出的问题。全球平均气温略有上升，就可能带来频繁的气候灾害可能带来频繁的气候灾害过多的降雨、大过多的降雨、大范围的干旱和持续的高温，造成大规模的灾害范围的干旱和持续的高温，造成大规模的灾害损失。有的科学家根据气候变化的历史数据，损失。有的科学家根据气候变化的历史数据，推测气候变暖可能破坏海洋环流，引发新的冰推测气候变暖可能破坏海洋环流，引发新的冰河期，给高纬度地区造成可怕的气候灾难。河期，给高纬度地区造成可怕的气候灾难。南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室盛业华教授盛业华教授 4.4.影响人类健康影响人类健康
15、 气候变暖有可能加大疾病危险和死亡率，气候变暖有可能加大疾病危险和死亡率，增加传染病。高温会给人类的循环系统增加负增加传染病。高温会给人类的循环系统增加负担，热浪会引起死亡率的增加。由昆虫传播的担，热浪会引起死亡率的增加。由昆虫传播的疟疾及其他传染病与温度有很大的关系，随着疟疾及其他传染病与温度有很大的关系，随着温度升高，可能使许多国家疟疾、淋巴腺丝虫温度升高，可能使许多国家疟疾、淋巴腺丝虫病、血吸虫病、黑热病、登革热、脑炎增加或病、血吸虫病、黑热病、登革热、脑炎增加或再次发生。在高纬度地区，这些疾病传播的危再次发生。在高纬度地区，这些疾病传播的危险性可能会更大。险性可能会更大。南京师范大学地
16、理信息科学江苏省重点实验室南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室盛业华教授盛业华教授 思考思考 (1)(1)全球气候变暖如何导致海全球气候变暖如何导致海平面上升？平面上升？(2)(2)海平面上升会带来什么危海平面上升会带来什么危害？害？南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室盛业华教授盛业华教授啊！小岛啊！小岛快淹没了！快淹没了！南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室盛业华教授盛业华教授 四、全球气候变暖的解决措施四、全球气候变暖的解决措施 1.1.减少二氧化碳等温室气体的排放减少二氧化碳等温室气体的排放 2.
17、2.加强国际合作加强国际合作南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室盛业华教授盛业华教授南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室盛业华教授盛业华教授让让布布什什尝尝尝尝全全球球气气候候变变暖暖的的滋滋味味南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室盛业华教授盛业华教授 有没有其他的措施可以解有没有其他的措施可以解决全球变暖的问题？决全球变暖的问题？出谋划策出谋划策南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室盛业华教授盛业华教授 科学家们在理论上
18、推知：通过遮蔽照射到科学家们在理论上推知：通过遮蔽照射到地球上的太阳光，可为地球地球上的太阳光，可为地球“降温降温”。科学家。科学家们算了一笔账：按目前的趋势，大气层中的二们算了一笔账：按目前的趋势，大气层中的二氧化碳含量在氧化碳含量在5050年后将达到工业革命前的两倍，年后将达到工业革命前的两倍，这将导致地球气温上升这将导致地球气温上升2 25 5摄氏度。如果将射摄氏度。如果将射到地球的太阳光遮蔽掉到地球的太阳光遮蔽掉1 18 8，那么就可以抵，那么就可以抵消这一上升幅度。在此理论基础上，科学家们消这一上升幅度。在此理论基础上，科学家们提出了多种奇思妙想，其中最为大胆的，当属提出了多种奇思妙
19、想，其中最为大胆的，当属美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室构想的美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室构想的“太阳太阳盾盾”。南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室盛业华教授盛业华教授所谓所谓“太阳盾太阳盾”，实际上是一个直径达，实际上是一个直径达20002000公里的公里的巨型反射镜。按照设想，巨型反射镜。按照设想，“太阳盾太阳盾”被发射进入太空后，被发射进入太空后，可以安放在可以安放在“拉格朗日点拉格朗日点”上，面朝太阳，拒太阳光于数上，面朝太阳，拒太阳光于数百万公里之外。在这一位置上太阳和地球的引力相互抵消，百万公里之外。在这一位置上太阳和地球的引力相互抵消，因
20、而可以灵活地调整因而可以灵活地调整“太阳盾太阳盾”的角度，使其发挥地球的角度，使其发挥地球“空调空调”的功能。的功能。南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室盛业华教授盛业华教授 面对全球气温不断升高，导致气候反常，面对全球气温不断升高，导致气候反常，美国科学家打算采用前所未有的做法使地球降美国科学家打算采用前所未有的做法使地球降温，就是把地球温，就是把地球“推往推往”较凉爽的地方较凉爽的地方离离太阳远一点，藉此化解温室效应，以及太阳变太阳远一点，藉此化解温室效应，以及太阳变热而对地球造成的危害。热而对地球造成的危害。南京师范大学地理信息科学江苏省重点实
21、验室南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室盛业华教授盛业华教授 这个狂想是由美国太空总署一班科学家提出。这个狂想是由美国太空总署一班科学家提出。当中的劳克林博士说：当中的劳克林博士说：“这是透过高度准确计算，这是透过高度准确计算，做到借力打力，四两拨千斤。做到借力打力，四两拨千斤。”在构思中，科学家会向彗星或小行星发射火在构思中，科学家会向彗星或小行星发射火箭，小心调较它们的轨道，让它们与地球擦身而箭，小心调较它们的轨道，让它们与地球擦身而过时，把部分引力能量过时，把部分引力能量(gravitational energy)gravitational energy)传传送给地球，从而令地球速度
22、加快，进入离太阳更送给地球，从而令地球速度加快，进入离太阳更远的轨道。远的轨道。南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室盛业华教授盛业华教授燃烧矿物燃料燃烧矿物燃料森林大量被砍伐森林大量被砍伐人口增加人口增加二氧化碳含量增加二氧化碳含量增加 全球气温升高（变暖）全球气温升高（变暖）极地冰川融化极地冰川融化海水因升温膨胀海水因升温膨胀全球干湿状况变化全球干湿状况变化海平面升高海平面升高中纬度变干旱，农耕区退化成草原中纬度变干旱，农耕区退化成草原沿海低地被淹沿海低地被淹高纬变暖，降水增加，适宜温带作物生长高纬变暖，降水增加，适宜温带作物生长治理措施：提高能源利用率，采用新能源；植树造林，保护植被治理措施：提高能源利用率，采用新能源；植树造林，保护植被南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室盛业华教授盛业华教授 1.1.为什么大气环境保护需要全球共同行动？为什么大气环境保护需要全球共同行动？2.2.为什么发达国家应承担更多的义务？为什么发达国家应承担更多的义务？活动活动