全球变化-第一章-傅妍芳
全球变化课程教学大纲
《全球变化》课程教学大纲课程名称：全球变化 / Global Change课程编码：12014007 课程类型：专业选修课课程性质：专业主干课适用范围：06地理科学学时数：36 其中：实验/实践学时：课外学时：学分数： 2 先修课程：自然地理学考核方式：考查制定单位：广州大学地理科学学院制定日期：2006年执笔者：千怀遂审核者：林媚珍一、教学大纲说明（一）课程的地位、作用和任务全球变化是目前全人类对地球知识关注的焦点，它是一种新的地球观，以地球系统的概念为基础，从整体上研究地球系统在各个时间尺度上随时间的变化，集中研究那些把系统中所有部分紧密地联系在一起的、并导致系统发生变化的过程和机制。
人类活动导致的全球变化及人类对全球变化的适应受到特别的关注。
狭义理解的全球变化主要是指人类生存环境的恶化。
该课程阐述了地表自然环境在历经了漫长的演化过程后，随着人类的出现和人类文明的高度发展，受到的人类活动深刻影响。
阐明人类赖以生存的地表环境的自然演化过程、全球环境的控制因子（太阳辐射、大气、海洋、冰川等）的相互作用机理及其反馈机制、环境变化对人类社会已经或可能造成的影响和人类在发展过程中如何实现人类与自然协调相处等重大科学问题。
（二）课程教学的目的和要求通过课程的学习，使同学了解在全球尺度上的由于自然和人为原因造成的环境变化问题的实质以及人类如何应对全球环境变化问题，帮助学生从时间维认识地理环境的过程、区域特征的形成以及人地关系等问题，使学生建立起地理科学是时空耦合的综合科学的观念。
增强学生关注地球、关注环境和从整个地球系统认识环境变化的意识。
（三）课程教学方法与手段课程的主要教学方法包括课堂讲授与自学讨论。
课堂讲授部分全部使用多媒体技术授课。
（四）课程和其它课程的联系本课程的先修课程包括自然地理学和地质学基础。
并要求学生具有一定的生态学基础。
（五）教材与教学参考书教材：张兰生、方修琦、任国玉，全球变化，高等教育出版社，2000年第一版。
地球环境全球变化
内容：
• 生物多样性的生态系统功能； • 生物多样性的产生、减少及其维护； • 生物多样性的编目与监测。
5.中国的全球变化研究
我国的全球变化研究对下列两个方面的科学问题进行了重 点研究：
• 首先是具有全球意义的、同时又是我国急需解决的区域 性生存环境问题；
• 其次是全球变化对我国的气候、环境和经济发展的影响。 我国科学家近一二十年在古季风环境变化、大气温室气体 排放监测、全球气候变化对我国和陆地生态系统的可能影响、 中国土地利用和土地覆盖变化历史、区域气候变化的模拟和预 报、全球气候变化问题对策研究等许多方面所开展的工作和成 就都对国际全球变化研究作出了贡献 。
2.国际地圈一生物圈计划(IGBP)
IGBP主要以生物地球化学循环于系统及其与物 理气候子系统的相互作用为主要研究对象，其科学 目标是：了解和阐述控制整个地球系统的关键的物 理、化学和生物相互作用过程；了解和阐述支持生 命的独特环境；了解和阐述出现在地球系统中受人 类活动影响的重大全球变化。特别是那些时间尺度 为几十年至几百年，对生物团影响最大，对人类活 动最为敏感，具有可预测性的重大全球变化问题。
指在过去某一时期形成并一直保存至今的各种自然体。 它们记录了当时的环境状况，如古沙丘、黄土与古土壤、冰 芯、树木年轮等。
过去全球变化的主要信息源与可提取信息
信息源
赋存圈层
主要类型
物理
可提取信息
化学
生物
人类文化
岩石圈：
沉积物与 地貌形态
湖泊沉积
纹 层 、 韵 律 层 、 粒 同 位 素 、 常 量 和 微 孢粉、大化石、昆虫、 文化层
人工地貌
冰芯
冰雪累积量、尘埃 同位素、化学元素、有机气体、有机物、孢
全球变化
全球变化什么是全球变化全球变化学是研究地球系统整体行为的一门科学。
它把地球的各个层圈（如大气圈、水圈、岩石圈和生物圈）作为一个整体，研究地球系统过去、现在和未来的变化规律和控制这些变化的原因和机制，从而建立全球变化预测的科学基础，并为地球系统的管理提供科学依据。
全球变化科学的产生和发展是人类为解决一系列全球性环境问题的需要，也是科学技术向深度和广度发展的必然结果。
自从人类诞生以来，我们就在不断的适应、影响、改造自然。
一般的讲这个过程被分为四个阶段：1、原始社会被动的在适应自然的改变，逐水草而居。
2、奴隶封建社会农耕文明出现，初步的改造自然环境（十分微弱），定居文明。
3、工业社会生产力水平极大的提高，开始了对自然的大规模改造以进一步的寻求发展。
环境破坏严重。
4、现代社会认识到了环境的重要性，开始寻找人与自然和谐相处的道路。
近几年，随着越来越多的气候问题的出现，探讨全球变化原因和影响的机构也开始显得重要起来。
其中最为著名的是联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC)。
它是由世界气象组织(WMO)及联合国环境规划署(UNEP)于1988年联合建立的政府间机构。
其主要任务是对气候变化科学知识的现状，气候变化对社会、经济的潜在影响以及如何适应和减缓气候变化的可能对策进行评估。
它的工作是为政治决策人提供气候变化的相关资料，但IPCC本身不做任何科学研究，而是检查每年出版的数以千计有关气候变化的论文，并每五年出版评估报告，总结气候变化的“现有知识”。
例如，1990年、1995年和2001年和2007年，IPCC相继四次完成了评估报告，这些报告已成为国际社会认识和了解气候变化问题的主要科学依据。
IPCC下设三个工作组和一个专题组：第一工作组评估气候系统和气候变化的科学问题。
第二工作组评估社会经济体系和自然系统对气候变化的脆弱性、气候变化正负两方面的后果和适应气候变化的选择方案。
第三工作组评估限制温室气体排放并减缓气候变化的选择方案。
张兰生全球变化.
二、全球变化研究的主要内容
2、全球环境变化在时间上和空间上的 表现形式
从时间过程上看，全球环境变化表现为一个 时期环境的状态或其特征值较另一时期有明显不 同。 全球变化在不同地区均会有所反映，但不同 地区响应全球变化的方式可以各不相向，可以存 在着彼此不同的过程。
二、全球变化研究的主要内容
3、全球变化的影响和人类的响应
国际地圈-生物圈计划 (International Geosphere-Biosphere Program)
1、四大圈层是一个有机联系的整体。 2、全球变化是地球系统各圈层、三大基本过程、 人与环境相互作用的结果。 3、人类活动是地球系统变化的第三驱动力。 4、研究思路:全球变化、观测、模拟与预测。 5、着重开展过程研究，建立十年到百年地球 系统运作概念模型。
第二节 全球变化与全球变化研究
一、全球变化（Global Change）的科 学内涵
全球变化 地表环境的变化自地球诞生以来一直 延续至今从不停止。现今发生在地球表面 的全球变化包括地球环境中所有的自然和 人为引起的变化，可以定义为全球环境(包 括气候、土地生产力、海洋和其他水资源、 大气化学及生态系统等)中的、能改变地球 承载生命的能力的变化。
人类生态系统是一个构建在固体地球系统、 物理气候系统和自然生态系统之上，并作 为水循环、生物地球化学循环和地球岩石 圈循环过程的一个中间环节的系统，是地 球系统的一个重要组成部分。
三、地球系统的物质和能量转化
地球系统中物质和能量的转换与交换是通过一系列的过程 来实现的。这些过程按其性质可分为物理过程、化学过程 和生物过程三种类型。地球系统的过程是地球系统中由物 理、化学或生物学规律所支配的那些现象的集合。以全球 碳循环为列。
尔雅通识课全球变化生态学
全球变化生态学古松南开大学1.1课程主要内容概述1、到目前为止，二氧化碳在大气中的浓度约为〔〕。
A、百分之四B、千分之四C、万分之四D、十万分之四正确答案：C2、对全球生态变化影响较大的圈层主要有〔〕个。
A、2B、3C、4D、5正确答案：D3、生态学主要研究〔〕之间的关系。
A、生物和资源B、人类和资源C、生物和环境D、人类和环境正确答案：C4、全球生态变化极易导致生态入侵现象的出现。
〔〕正确答案：×5、全球变化与每个人的利益都息息相关。
〔〕正确答案：√1.2全球变化研究的兴起1、从狭义上来讲，全球变化主要是指〔〕的变化导致全球气候全景的变化。
A、土壤B、生物C、水体D、大气正确答案：D2、最早提出大陆漂移学说的人是〔〕魏格纳。
A、法国人B、英国人C、美国人D、德国人正确答案：D3、海底扩张学说提出于〔〕。
A、20世纪60年代B、20世纪50年代C、20世纪40年代D、20世纪30年代正确答案：A4、20世纪70年代提出的地球系统科学开始将地球作为整体性的内容作为研究。
〔〕正确答案：×5、太阳辐射到达地球后，约有47%会被散射或反射到宇宙中。
〔〕正确答案：×1.3地球气体成分的变化1以下气体中不属于温室气体的是〔〕。
A、二氧化碳B、一氧化二氮C、甲烷D、氩气正确答案：D2、国际保护臭氧层日是〔〕。
A、9月13日B、9月14日C、9月15日D、9月16日正确答案：D3、臭氧层的问题最早提出于〔〕。
A、1840年B、1912年C、1974年D、1993年正确答案：C4、所谓的臭氧层空洞其实是臭氧层变薄，而非真正的消失。
〔〕正确答案：√5、大气中二氧化碳的来源主要是化石燃料的燃烧及海洋的释放。
〔〕正确答案：×1.4温室效应与土地退化1、全球每年约有〔〕平方公里耕地变为沙漠。
A、5000-7000B、7000-9000C、50000-70000D、70000-90000正确答案：C2、在人类释放的二氧化碳气体中，现阶段只查明了约〔〕二氧化碳的去向。
《全球变化》PPT课件
80年代，随着对人类活动和全球气候关系认 识的深化，随着几百年来最热天气的出现， 这一问题开始成为国际政治和外交议题。
1992年联合国里约环发大会上，通过并开放 签署《气候变化框架公约》。
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当前全球气候变化的焦点问题
CO2的源汇之争 “京都议定书”（1992，2008-2012，
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二氧化碳
➢ 工业革命前280mL.L-1 ➢ 目前355mL.L-1 ➢ 年均增长率0.5%，在大气中的寿
命是100年， ➢ 土壤大气二氧化碳排放量估计。 ➢ 碳汇、碳源的探讨
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（一）二氧化碳对气候的影响
温室效应加剧
全球变暖
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全球变暖
70年代，科学家把气候变暖作为一个全球环 境问题提了出来。
端最低气温变化不稳定性增加，寒
冷灾害加重。
当年降水量与平均降 水量的差值。
距平数
Cr
平均数
*100 %
某地多年平均降水量。
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气候变暖的影响与危害
（3）影响农业和自然生态系统
➢ 如果到2030年中国温度增暖0.5到 4.2度，将使我国农业减产5%到 10% ；
➢ 厄尔尼诺、干旱、洪水、热浪、雪崩、风 暴、沙尘暴、森林火灾等，其发生频率和 强度可能会增加，由这些极端事件引起的 后果也会加剧。如干旱发生频率和强度的 增加，将加重草地土壤侵蚀，因而将增大 荒漠化或沙漠化的趋势。
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气候变暖的影响与危害
（1）海平面上升
中新网北京11月23日消息
（2001）
设在华盛顿的地球政策
研究所15日说，由于温室效
对《全球变化》课程教学的几点认识
学 术 论 坛211科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATIONDOI：10.16661/ki.1672-3791.2017.28.211对《全球变化》课程教学的几点认识①柳艺博(南京信息工程大学应用气象学院 江苏南京 210044)摘 要：伴随以全球变暖为标志的全球变化问题成为关乎人类可持续发展的热点议题,越来越多的高等学校开设了《全球变化》课程。
本文在介绍全球变化的科学内涵、全球变化的重要性以及全球变化课程的主要内容基础上,从教学内容、教学理念、教学手段、教学方法等方面提出全球变化课程教学中的几点认识。
该文对于推动高校相关专业开展全球变化课程教学具有一定的借鉴意义。
关键词：全球变化 课程教学 能动性中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1672-3791(2017)10(a)-0211-02①作者简介：柳艺博(1982，8—),男,汉族,河北石家庄人,博士,讲师,研究方向:资源环境遥感和全球变化生态。
自1983年“全球变化”概念首次提出以来,全球变化研究发展迅速,在30多年间取得了巨大的研究进展。
人类全球变化的认识无论从广度还是深度上都有根本性的变化。
以全球变暖为标志的全球变化问题已成为关乎人类可持续发展的国际热点议题,越来越多的高等学校开设了《全球变化》课程。
全球变化相关课程正在由专业选修课向学科前沿课、学科交叉课以及专业核心课程和通识课程发展,课程内容、教学大纲、教学方法等都在不断的更新完善。
本文在介绍全球变化的科学内涵、重要性基础上谈了对《全球变化》课程教学几点思考,以期为高校全球变化教学提供参考。
1 全球变化的科学内涵全球变化被界定为由自然和人为因素引起的、影响地球系统功能的全球尺度的变化[1]。
全球变化跨越了不同的时间尺度,在空间上既包括发生在全球尺度上的系统性变化,也包括由局地尺度上相同类型的变化累加而成的累积性变化。
气候变化是全球变化最重要的表现之一,但全球变化不仅仅是全球气候变化或者全球变暖,其内涵比气候变化丰富的多[2]。
全球变化第一章地球系统与全球变化
1915年大陆漂移学说提出；1920年米兰科维奇天文理论提出；1930年臭 氧层学说提出；1948年第一个数值天气预报产生；1957年国际地球物理 年(开始第一次多学科合作、大规模开展观测)；1960年第一张全球卫星 图片诞生；1969年人类登月成功。此外，还有臭氧洞的发现、海事卫星 的发射和成功使用，直至1986年国际地圈生物圈计划的制定和实施。也 就是说，全球变化研究实际上是上述20世纪以来地球科学发展的里程碑 之一。
第一章 地球系统与全球变化
第一节 地球系统
一、地球系统的组成
地球系统是由大气圈、水圈、陆圈(包括冰雪 圈，有人称岩石圈)、生物圈和人类本身组成的整 体行星地球。 地球系统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)，由三大相互作用过程耦合的复杂系统 称地球系统。
全球变化的时间尺度
几百万年至几十亿年 地质历史时期如造山运动和造陆运动、生命的起源等
几千年至几十万年 第四纪的晚期和人类历史时期内，如第四纪冰期—间冰期的交 替、海面的升降、土壤层的发育、生物种的分布、迁移和灭绝， 以及人类文明的诞生与发展。 几十年至几百年
年际到百年际的事件，如太阳活动、火山活动、大气环流等 几天至几个季度
2.硬件条件。在20世纪末全球国际性应用的探测器和预测预报 系统已有约1 000个高空站、10 000个气象站、3 000个飞行 器、 7 000艘充气船、500个浮标、长期立体动态信息库,还有 全球海洋观测系统、全球陆地观测系统、全球气候观测系统。
全球变化生态学答案
1【单项选择题】以下地区中不属于水资源严重缺乏地区的是（）。
A、澳大利亚西北部B、南美洲北部C、美国西部D、中亚地区我的答案： B 得分：分2【单项选择题】受人类砍伐和火灾的影响，过去一万年中地球丛林面积减小了（）。
A、九分之一B、七分之一C、五分之一D、三分之一我的答案： D 得分：分3【判断题】物种灭绝是人类出生此后才开始的。
（）我的答案：×得分：分4【判断题】 20 世纪末处于灭绝边沿的哺乳动物超出了400 种。
（）我的答案：√1【单项选择题】地球人口从50 亿增添到 60 亿用了（）年时间。
A、8 年B、10 年C、12 年D、14 年我的答案： C 得分：分2【单项选择题】我国沿海海平面近50 年来均匀以每年（）的速度上涨。
A、1-3 毫米B、5-8 毫米C、1-3 厘米D、5-8 厘米我的答案：A得分：分3【判断题】我国正在踊跃开发可重生能源，估计2020年重生能源占到一次性能源的15%左右。
（）我的答案：√得分：分4【判断题】垃圾已经无孔不入，在太空轨道上已经有超出7000 个直径在10 厘米以上的废物碎块在高速运动。
（）我的答案：√1【单项选择题】生物圈的厚度大概为（）。
A、30 米B、300 米C、 3000 米D、30000 米我的答案： D 得分：分2【单项选择题】与外界只有能量而没有物质互换的系统是（）。
A、孤立系统B、关闭系统C、开放系统D、群系统统我的答案： B 得分：分3【判断题】大陆上地壳的均匀厚度约为35 公里，大海上均匀仅为5-8 公里。
（）我的答案：√得分：分4【判断题】地表系统指地球表面上、下拥有必定厚度的范围，包含高空但不包含内部。
（）我的答案：×1【单项选择题】盖亚假说中提出Gaia 系统中最重要的是（）。
A、水B、土壤C、植物D、微生物我的答案： D 得分：分2【单项选择题】土壤根源于（）。
A、荒漠B、大气C、岩石D、大海我的答案： C 得分：分3【单项选择题】盖亚假说主要重申的是（）。
全球变化
全球变化一、全球变化概述世界人口的激增和科学技术的巨大进步使得人类以前所未有的规模和速度改变着生存环境。
由于工农业生产、交通运输、城市化所导致的大气及水体污染、土地退化、乃至气候的变化从局域扩展至全球范围。
这些由于人类活动直接或间接造成的，出现在全球范围内的，异乎寻常的人类生态环境的变化，就是当今科学界，各国政府及公众广泛关注的全球环境变化或简称全球变化。
人类的生态环境包括地圈、生物圈、水圈、和大气圈。
能量和物质在各圈内部及其之间的流通及交换赋予整个环境系统某些反馈和调节的特点，并维系着系统的平衡与稳定。
以大气组分而言，除非巨大的地质变化，大气中各主要气体及微量气体之间的比例基本保持常量。
一般认为，工业革命之前生物圈尚未受到全球范围的巨大干扰，其初级生产力和呼吸处于平衡及稳定状态。
英国科学界J.E.Lovelock认为地球系统具有一种能力，即当受到干扰后能通过自我调节恢复到稳态。
换言之，地球系统具有趋稳特性。
这就是通常所描述的自调节稳态。
当人为的或自然的干扰在强度、范围和持续时间上超过某一阈值，便可能影响甚至破坏这种稳态，造成全球范围的环境变化。
大气中二氧化碳浓度的持续上升便是由于人类社会大量消耗化石能燃烧、破坏植被致使大量二氧化碳释放到大气中的结果。
迄今为止的全球变化研究是以气候变化为核心展开的，概括地说，目前的全球变化研究是关于区域及全球气候变化趋势、原因、机制和效应的研究。
从历史记录中寻求气候变化的证据并根据气候系统的运行规律预测未来气候的特征一直是气候学家关注的焦点，也是全球气候变化研究的核心内容之一。
全球变暖最早引起人们对气候变化的广泛关注。
全球变暖是指地球表层大气、土壤、水体及植被温度年际间缓慢上升。
目前对全球变暖的理论解释是所谓的“温室效应”假说。
即大气中对长波辐射具有屏蔽作用的温室气体浓度增加使较多的辐射能被截留在地球表层耳导致温度上升。
最重要的温室气体包括二氧化碳、甲烷、氧化氮和谈氟氯烷等，期中二氧化碳的作用约占全部温室气体作用的50%以上。
全球变化ppt
1. 全球观点与全球尺度
全球观点：从地球系统的思想出发把地球 看作－个整体，研究地球系统随时间的 变化，集中研究那些把系统中所有部分 紧密地联系在一起的、并导致系统发生 变化的过程和机制。
全球尺度：过程或事件本身的空间尺度大 约相当于地球半径以上或虽然过程或事 件本身的空间尺度没有达到上述规模， 但其影响却是全球性的。
1. 地球系统中的不同过程是有机联系的整 体。
2. 不同的地球系统过程具有不同的时间和 空间尺度。
3. 地球系统的能源分别来自地球之外和地 球内部。
第二节 全球变化与全球变化研究
一、全球变化的科学内涵 地表环境的变化自地球诞生以来一直
延续至今。全球变化包括地球环境中所有 的自然和人为引起的变化，可以定义为全 球环境(包括气候、土地生产力、海洋和其 他水资源、大气化学及生态系统等)中的、 能改变地球承载生命的能力的变化。
洋流 分 类
成因 性质
风海流 密度流 补偿流 暖流 寒流
风
在风的影响下,海洋表层的
海水沿一定方向有规律的大
规模流动.
由密度差异影响而形成的洋流
大
西 洋
地中海
盛行风
风海流 由 密度流 影响而形成的洋流
分布规律
西风漂流 北赤道暖流 南赤道暖流
西风漂流
世界洋流模式图
分布规律
西风漂流 北赤道暖流 南赤道暖流
气候系统: 由大气圈、水圈、陆圈、冰冻圈 和生物圈组成的地球物理系统
温室的保暖效应
温室效应：
1. 全球气候与环境变化
温室气体能吸收地表长波辐射，使大气变暖，与
“温室”作用相似。
若无“温室效应”，地球表面平均温度是－18℃，
而非现在的15℃。
全球变化练习与答案
《环境演变与全球变化》作业班级：地理11-2班学号：11124020129 姓名：彭嘉威第一章：1、全球变化、全球变化科学及其内涵。
答：（1）全球变化：地表环境的变化自地球诞生以来一直延续至今从不停止。
现今发生在地球表面的全球变化包括地球环境中所有的自然和人为引起的变化，可以定义为全球环境（包括气候、土地生产力、海洋和其他水资源、大气化学及生态系统等）中的、能改变地球承载生命的能力的变化。
狭义理解的全球变化主要是指人类生存环境的恶化。
（2）全球变化科学：目前学术界是将研究作为整体的地球系统的运行机制、变化规律和控制变化的机理（自然的和人为的），并预测未来变化的科学，称为全球变化科学，它研究的是一个行星尺度的问题。
（3）全球变化科学内涵：现代全球变化概念的提出是一种新地球观形成的标志。
其科学内涵可以概括为以下方面：1.全球观点与全球尺度2.所有时间过程3.人类的作用2、全球变化研究的主要内容和相关国际计划。
答：（1）主要内容:1.全球变化的过程和驱动力2.全球环境变化在时间和空间上的表现形式3.全球变化的影响与人类的响应4.全球变化信息的获取、处理与分析技术（2）相关国际计划：1、全球变化的国际研究计划2、世界气候研究计划(WCRP)3、国际地圈-生物圈计划(IGBP)4、全球变化人文计划(IHDP)5、生物多样性计划(DIVERSITAS)3、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科学基础（2）深化对地球系统的认识，促进地球科学发展（3）改变人类的观念、促进应用基础科学和有关社会科学的发展第二章1、全球变化的主要过程包括哪些？答：（1）气候系统与水文循环过程（2）固体地球系统与岩石圈循环过程（3）生态系统与生物地球化学循环过程（4）人类生态系统与人类活动过程2、驱动全球变化的内力因素有哪些？它们在全球变化中如何起作用？答：1、驱动全球变化的地球外因素（1）太阳活动（2）地球轨道参数的变化（3）地外物体的撞击作用2、驱动全球变化的地球内力因素（1）海陆分布变化（2）高海拔的山地或高原的隆起（3）火山活动3、全球变化中的人文因素（1）由人类建造的农业系统和城市生态系统取代自然生态系统，就是人类活动导致全球变化的一种主要的形式。
(最新整理)张兰生全球变化.
❖ 生物圈或称为全球生态系统，包括地球上全部生物 和生命支持系统，它的空间范围从地表向上和向下
2021/一7/26直延伸到任何形式的生命自然存在的地方。 7
❖ 物理气候系统决定着地球表层水分和能量的交换和分 布，形成全球的气候；
身的生存和发展，逐步用人类所驯化的植物和动物组
成的生态系统以及几乎全部由人类自己构建的城市体
系来代替自然生态系统，使人类生态系统逐渐成为地
球环境中不可忽视的重要组成部分，由此成为影响地
2球021/7系/26统状态、引起全球变化的一个重要因素。
14
第二节 全球变化与全球变化研究
一、全球变化（Global Change）的科 学内涵
(最新整理)张兰生全球变化.
2021/7/26
1
全球变化 Global Change
2021/7/26
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第一章 地球系统与全球变化
主要内容: 地球系统 全球变化与全球变化的研究 全球变化研究的历史、现状和趋势
2021/7/26
3
第一节 地球系统
一、系统的概念和特征
宇宙自然人类，一切都在一个统一的运转的系统之 中！一切伟大的进步都必须以系统论做为出发点和 归属处！地球也不例外，也是一个系统-地球系统。
2021/7/26
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二、全球变化研究的主要内容
2、全球环境变化在时间上和空间上的 表现形式
从时间过程上看，全球环境变化表现为一个 时期环境的状态或其特征值较另一时期有明显不 同。
全球变化在不同地区均会有所反映，但不同 地区响应全球变化的方式可以各不相向，可以存 在着彼此不同的过程。
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故事概述~ 气候学家杰克霍尔（丹尼斯奎德饰演）观察史前气候研 究指出，温室效应带来的全球暖化将会引发地球空前灾难。 杰克博士曾警告政府官员采取预防行动，但警告显然已经太 晚。当罗得岛大小的冰山撞上南极洲冰棚后，全球气候引发 连锁效应：冰雹重袭东京，空前飓风袭卷夏威夷，印度罕见 飘雪，洛杉矶更刮起史无前例的龙卷风。杰克研究中的灾变 症候逐一显现：南北极冰帽的融解将大量淡水注入海洋。在 一场全球性超级暴风雨来临后，地球将步入一万年前的冰河 世纪。 正当杰克警告白宫紧急应变的同时， 他17岁的儿子山姆（杰克葛伦霍饰演） 被困在纽约，面临曼哈顿严重水患及不 断下降的温度。山姆到曼哈顿公共图书 馆避难，尝试由电话联络父亲，分秒必 争的杰克命令山姆，无论如何一定要守 在室内，并尽量保暖。此刻美国正式宣 布民众大规模向赤道方向撤离，杰克只 身北上前往纽约救山姆，但杰克完全无 法想象即将发生在他、他的儿子及地球 上的一切。
一般认为，地球系统系指由地球的大气圈、水 圈、岩石圈、地核、地幔和生物圈（包括人类本 身）组成的整体，它包括从地球的地核到外层大 气的广阔范围。 三大相互作用的基本过程存在于地球系统中： 物理、化学和生物过程。地球系统的演化及发生 的重大事件均受这几个相互作用的过程的制约。
土壤圈？
举例（有哪些生物、物理、化学过程？）
• N固定
U.S. Bureau of the Census
• 温度 • 生物多样性………..
Richards (1991), WRI (1990)
Mackenzie et al (2002)
• 大气组成
• 人口 • 海岸带N流通
NOAA
• 森林覆盖
• 渔业开发
FAO
好莱坞电影《后天》
2004 年 5 月 28 日 ， 《后天》在全美各大 影院首轮上映！
• 该课程阐述了地表自然环境在历经了漫长的演 化过程后，随着人类的出现和人类文明的高度 发展，受到的人类活动深刻影响。阐明人类赖 以生存的地表环境的自然演化过程、全球环境 的控制因子（太阳辐射、大气、海洋、冰川等 ）的相互作用机理及其反馈机制、环境变化对 人类社会已经或可能造成的影响和人类在发展 过程中如何实现人类与自然协调相处等重大科 学问题。
考核方式
（1）平时成绩占总评成绩的50% ，分别为： • 课堂表现占15%、（考勤，提问） • 课内实践占20%、（自学讨论） • 课外作业占15% （2）期末考核成绩占50%。考核形式：笔试。
教材与教参
• 所用教材 • 张兰生、方修琦、任国玉，全球变化，高等教 育出版社，2000年第一版
• 参考书目 • 朱城、谢志仁、申洪源等，全球变化科学导论 ，南京大学出版社，2003年第一版
• 第一章 地球系统与全球变化 • 第一节 地球系统
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第二节 全球变化与全球变化研究
第三节 全球变化研究的历史、现状和趋势
第一节 地球系统 (Earth System)
一、地球系统的概念
对于地球系统的朴素理解有：
1、由地球无机界和有机界构成的整体； 2、由除地核以外的地球无机界和有机界构成的整体； 3、由岩石圈、大气圈、水圈和生物圈构成的整体； 4、由地球无机界、有机界和人类构成的整体。
2007年世界地球日（4月22日）的主题
应对气候变化的全球运动
A Call for Action on Climate Change
2007年世界环境日（6月5日）的主题
冰川消融，是个热点话题吗？
Melting Ice - A Hot Topic?
据报道，南极地区的阿德利亚的企鹅数目从 1975年的1.5万对减少到目前的9000对左右。你 们知道这与什么因素有关吗？
植物的光合作用？ 植物的呼吸作用或植物燃烧？
生物地球化学循环！
二、地球系统科学
地球系统一词与地球系统科学相伴而生， 最早非正式出现在1983年。 1988 年出版了专题报告《地球系统科学》 一书，正式系统地阐述了地球系统和地球系 统科学的观点。
三、尺度问题 (Scale)
时间尺度 (temporal scale) 是指一个过程或一种现 象所持续的时间长度，通常用10n年表示； 空间尺度 (spatial scale) 是指一个过程或一种现象 发生的空间规模，按空间规模的大小可分为局地 尺度、区域尺度和全球尺度等。
美：未来20年全球气候变化威胁超过恐怖主义
【据报道】 美国国防部的一份报告，警告未来二十年全球气候变化的威胁超过恐 怖主义。不过这份报告引起多国及环保组织的质疑。 美国国防部出资十万美元，委托GBN公司完成一份有关全球气候变化 的报告。报告中提到，到2020年，欧洲沿海城市将被上升的海平面所淹没， 英国的气候，将像西伯利亚一样寒冷干燥。核战、大旱、饥饿及暴乱等问 题，将困扰全球各国。而中国大陆南部地区2010年前后将持续整整十年的 大干旱，2010年以后，大陆北方水患不断，南方一片干旱。 报告在美、英、以色列等多个国家引起强烈反弹，中国的科学家针对 这份报告进行过三次研讨，认为报告中对全球气候变化的预测情景，几乎 不可能发生，但其中对中国大陆的部份，则有启发意义及预警价值。而报 告的作者之一史瓦兹也说，尽管报告中所提的景象，似乎超乎人们想象， 但却值得提前采取措施。 美国五角大楼发言人则说，这份由科学家和军事顾问完成的报告，不 代表美国国防部的立场。而且史瓦兹也不是研究气候变化的科学，只是使 用了相关科学家研究成果。
物理气候系统包括控制地面温度和降水分布的大 气和海洋过程，由于太阳加热不同而产生的运动以 及冰雪覆盖的变化。 温度和降水过程，通过大气物理和动力学过程、 海洋动力学过程、陆面湿度和能量平衡，以及平流 层-中间层大气动力学过程控制着物理气候系统。
主要科学问题是：
（ 1 ）气候对辐射重要的微量气体变化的敏感性 如何？ （ 2 ）海洋环流对大气的作用是如何响应的？海 洋环流变化是怎样影响地面温度分布的？ （ 3 ）海洋的热容量对大气温室气体诱发的全球 变暖出现时间的滞后影响如何？
• 影响地球系统功能的全球尺度的变化
• 不仅仅是气候变化
• 社会经济、生物物理等
例如：changes in:
Reid & Miller (1989)
• N固定 • 温度 • 生物多样性………..
Vitousek (1994)
What is Global Change?
例如： changes in:
课程内容
• 全球变化是目前全人类对地球知识关注的焦点 ，它是一种新的地球观，以地球系统的概念为 基础，从整体上研究地球系统在各个时间尺度 上随时间的变化，集中研究那些把系统中所有 部分紧密地联系在一起的、并导致系统发生变 化的过程和机制。人类活动导致的全球变化及 人类对全球变化的适应受到特别的关注。狭义 理解的全球变化主要是指人类生存环境的恶化 。
全球变化
• 北极呆不下去了 ，我给你化化妆 ，去中国吧，这 个样子人们会善 待你的~
• 你所认为的全球变化是什么？ • 我们为什么要研究全球变化？
难以忽视的真相
The Nobel Peace Prize 2007 was awarded jointly to Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) and Albert Arnold (Al) Gore Jr. "for their efforts to build up and disseminate greater knowledge about man-made climate change, and to lay the foundations for the measures that are needed to counteract such change"
What is Global Change?
• 影响地球系统功能的全球尺度的变化
• 不仅仅是气候变化
• 社会经济、生物物理等
例如：changes in:
Reid & Miller (1989)
• N固定 • 温度 • 生物多样性………..
Vitousek (1994)
What is Global Change?
目录
前言 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 地球系统与全球变化 全球变化的主要过程与驱动力 全球变化的影响及人类的响应 全球变化研究的主要途径 全球自然环境的形成与演化 新生代衰落与第四纪全球变化 全新世及近2000年的全球变化 近现代全球变化 未来全球变化及其影响 全球变化对中国的影响及其响应
剧情简介
• 《难以忽视的真相》是一部纪录片，其中揭露了气候变迁的资料并对此做 出预测，同时也在电影中穿插了戈尔的个人活动。透过巡回全球的简报发 表，戈尔指出全球变暖的科学证据，讨论全球变暖经济和政治的层面，并 阐述他相信人类制造的温室气体若没有减少，在不久后全球气候将发生重 大变化。 • 电影包含许多段落是为了反驳认为全球变暖不明显或尚未被证实的人。例 如，戈尔探讨了格陵兰或南极洲冰床溶解的风险，可能使全球海平面升高 近6公尺，沿海地区将会被淹没，也会让约一亿人因此成为难民。格陵兰冰 雪融化后的水盐分含量较低，可能会中断湾流而造成北欧地区气温骤降。 • 为了解释全球变暖现象，电影引用了对南极洲冰层中心样本（ice core samples）在过去六十五万年间的温度和二氧化碳含量数值的检测。飓风卡 特里娜也被用来推论9-14公尺高的海浪对沿岸地区造成的破坏。 • 戈尔在纪录片的最后说到，若是尽快采取适当的行动，例如减少二氧化碳 的排放量并种植更多植物，将能阻止全球变暖带来的影响。戈尔也告诉观 众如何能帮助减缓暖化现象。 • 同名的书籍也在电影上映后不久推出，其中包含了更详细的附加内容、科 学分析，以及戈尔对于纪录片中探讨之议题的评论。
大家猜猜看：这群企鹅在做什么？