全球变化全球变化的主要过程与驱动力
全球变化简答题
全球变化简答题1.全球变化主要内容41.地气系统相互作用机制2.地气系统各尺度变化规律及控制因素3.地气系统预测理论方法4.全球资源和环境科学提供管理建议2.全球变化意义31.人类社会可持续性发展2.深化认识，促进学科发展3.科技进步，世界和平3.全球变化主要驱动力3+3+1+1外力3：太阳辐射、天体引力引起的地球轨道参数变化，太阳活动内力3：海陆分化（温度、降水），山地高原隆起（冰川、雪、温度升降放大器；热力动力作用驱动大气环流），火山活动（辐射收支阳伞效应）人为：土地覆盖，污染物排放，人为活动反馈4.全球变化3大循环生物循环（CNPS元素循环；大气作用下的CNPS循环；生物地球化学循环）水循环，能量循环5.C循环6.N循环7.P循环8.水循环特点31.海洋占总水量的97%，海洋蒸发占总蒸发的84%；水分-海洋-大气-陆地冰川>地下水2.陆地水分通过植物蒸腾和地面蒸发回大气，部分入土壤3.植物水循环通过截留、根吸收、蒸腾-大气，植被类型不同导致水循环作用不同导致全球水循环不均9.水在全球变化中的作用71.太阳辐射2.温室气体3.天气气候PS循环5物质输送侵蚀.6.生命延续生长发育基本条件7.人类生存发展基本条件10.海洋在全球变化中的作用3+4-水能量循环3: 97%，84%，70%-生物化学地球循环4：3c，垂直混合运动决定全球变化大循环过程11.米兰科维奇理论不足31.无法解释冰期建立机制2.地球轨道参数引起的变化小于实际3.难以解释主导周期变化，及第四纪以前各大冰期受偏心率，黄赤交角倾斜率和岁差影响12.工业革命之后全球环境变化4+3+3+2+41.大气环境④（温室气体增加；水汽含量增加；臭氧洞；大气污染）2.气候③（温度上升；海水温度海平面上升；极端事件不确定性）3.水环境③（水资源耗费增加；污染；对冰川、冻土和积雪影响）4.生物多样性②：（改变自然系统的结构和现状；生物多样性减少）5.土地类型和土地覆盖方式④（通过改变土地覆盖从而改变当地、地区、全球环境；加剧土地退化；城市扩张加大水质、生物多样性和空气污染防治难度；生态系统的非线性相应）13.Gis应用61.制图2.c循环c源汇3.国土资源调查4.环境监测5.灾害评估6其他14.冰雪圈在气候系统中的作用（2+4）+3制冷效应-表面辐射性质②：反射率大，近黑体长波辐射强制冷效应-能量水分交换④：能量交换微弱；海冰隔离作用削弱热量输送；饱和水汽压低、逆温致干；大气逆辐射微弱大气环流降水：春夏维持稳定，影响大气环流；降水遥相关；海平面高低15.海平面预测的意义21.深化全球气候环境认识2.海平面升降与气候变化关系，揭示海面变化机理规律。
全球变化第二章全球变化的主要过程与驱动力解读
太阳活动的历史记录（王绍武，1994）
表2-1
编号 1 名称 现代极大
5000年来太阳活动异常时期
可能时间范围 1780A.D.～现代 编 号 7 名称 希腊极小 可能时间范围 440B.C. 360B.C. ～
2
3 4 5 6
蒙德尔极小
施帕雷尔 极小 中世纪极大 中世纪极小 罗马极大
1640A.D. 1710A.D.
参数变化与全球变化之间必然存在一系列的反馈机制使得由地球
轨道参数变化所引起的变化被放大。第三，根据地质记录发现， 在2.4MaB.P.，19ka和23ka的岁差周期占主导地位；在
2.4MaB.P.～0.8MaB.P.期间，41ka的黄赤交角变化周期为主要周
期；而在0.8MaB.P.以来却是在三个地球轨道参数中强度最弱的 0.1Ma的偏心率周期最为显著；米兰柯维奇理论难以解释为什么
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的能力终将会被
耗尽，那时，更大部分的CO2将被保留在大气圈中，必然
会导致更为显著的温室效应加剧、全球变暖和海平面上升 等 ～ ～ ～
20B.C.～80A.D.
（二）米兰柯维奇天文理论 1.地球轨道参数的变化 偏心率、黄赤交角和岁差这些地球的轨道
参数都是随时间变化的，它们的变化均会导致
地球接受太阳辐射的季节和地区分布的变化。
地球轨道参数变化及其引起的地球接收太阳辐射 的变化
地球绕太阳运转的轨道呈椭圆形，太阳位于椭圆 轨道的一个焦点上，轨道偏离正圆的程度就是地球轨 道的偏心率。偏心率以10万年变化于0.005～0.06之间， 同 时 还 存 在 40 万 年 的 周 期 变 化 。 目 前 的 偏 心 率 为 0.0167 ，地球分别处于近日点和远日点时，日照量的 差别为7%，偏心率愈大，差异愈大。 因受太阳和月球的引力作用，使得地球自转像陀 螺一样地摇摆，由地轴进动引起的黄道和天赤道交点 的变化就是岁差，其变化周期约 21ka （ 23ka 和 19ka 两 个周期）。岁差导致地球近日点时间的变化，现在地 球在1月位于近日点，全球1月日射率稍大于7月，从而 使北半球冬季稍暖，夏季稍凉，而南半球冬季更冷， 夏季更暖。10.5ka以后，当近日点出现在 7月时，情况 将相反。
全球变化与全球变化研究
大气化学成分的演变等。 几千年至几十万年：冰期和间冰期的交替，以及与此 相关联的大气成分、土壤的发育、 生物种类区域分布的相应变化等。
几十年至几百年： 气候变化、大气化学成分变化、地表
干燥度或酸度变化，以及地球和海洋
生物系统的变化等。
几天至几个季度： 天气现象、洋流中的旋涡，极区海
冰覆盖的季节增长和融化，地面径 流和风化以及植物生长的年循环等， 受制于日射年循环的时间尺度。
几秒到几小时： 陆地、海洋、冰、大气和生物群落
之间的质量、动量和能量通量全部 由时间尺度小于一天的过程所支配。
几十年至几百年的中等时间尺度变化是全球变化研究
的重点，在此时间尺度内的自然变化对人类有着重要 的影响，而人类活动对全球过程的影响也最为显著。
年际尺度的异常扰动也是全球变化研究特别关注的
问题。
不同尺度之间存在密切的联系：较长时间尺度的变化
是较短尺度变化的背景，较短尺度的变化有时是较长 尺度过程的表现。
（3）人类的作用
由于人类活动影响的加剧，全球变化过程正以前所未 有的速度加快进行，人类已经成为导致全球变化的营
力之一。开展全球变化研究是人类社会所面临的挑战，
和社会科学的发展，提高人类应付全球变化的能力。
定义：
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。
（1）全球观点与全球尺度
全球观点：就是从地球系统的思想出发把地球看作 一个整体，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，而不是孤立地研究
地球的不同组分和它的环境。
当前全球变化的主要驱动力
当前全球变化的主要驱动力
三方面驱动力
第一外部因素：太阳辐射直接驱动了发生在地球表面的各种过程。
太阳辐射的变化改变了到达大气顶层的能量，并通过影响物理气候系统的能量收支平衡导致气候变化。
同时也受其他天体引力的作用改变地球运动轨道参数。
第二地球内部因素：地球内力对全球变化的驱动力主要表现在板块运动所造成的海陆分布形式，海陆地形变化，火山活动等。
地球内部物质重新分布导致地极漂移也有影响。
第三人为因素：人类从自然环境中逐步分离，最终独立于自然系统，同时影响自然过程，人类活动无论从时间尺度还是空间尺度对地球影响都非常明显
最后地球系统内部存在反馈作用，在各个圈层内部，圈层之间均有复杂的反馈机制，驱动与响应之间存在复杂的非线性过程。
(类似于蝴蝶效应，个人认为人为因素应该归类为地球内部的反馈作用，因为是人为因素导致地球反馈表达，但是作为变化的原因，人为因素也可以看做是一种驱动力)
上面的内容都是从学校内部教材摘抄的，有错误不足还请指正。
全球变化第三章
4、导致全球变化的因素的分类（三类） 1）周期变化的因素 如太阳活动、地球轨道参数的变化。发生特点： 它们的作用是连续变化的，可导致全球环境的周 期性变化。 2）非可逆性变化的因素 如太阳长期演化、板块运动。发生特点：它们的 作用是连续性的，可能导致环境的非可逆性变化。 3）随机发生的因素 如火山活动、小行星碰撞。发生特点：发生的时 间是不确定的，但发生的频率服从一定的统计规 律，其作用的过程是暂时的，但所导致的全球变 化即可能是短期的扰动，也可能是长期的不可逆 的变化。
第二节百万年以上尺度全球变化的驱动力
三、板块运动导致的海陆分布与地貌格局演化及其环境效应
1、海陆分布变化 海陆反射率差异 热力性质差异
第二节百万年以上尺度全球变化的驱动力
三、板块运动导致的海陆分布与地貌格局演化及其环境效应
2、高海拔的山地或高原的隆起 积雪、冰川反射率 热力作用 动力作用（机械阻挡） 侵蚀风化过程的改变影响地球化学循环过程
第三节万年至数十万年尺度全球变化驱动力
一、地球轨道参数的周期性变化 二、地球系统内部对轨道参数变化的反馈 三、构造运动和火山活动驱动力
一、地球轨道参数的周期性变化 地球轨道的偏心率、地轴的倾斜度（黄赤交 角）和岁差（春分点的移动）等地球轨道参 数都是随时间变化而变化的，它们的变化均 会改变地球接受太阳辐射的季节和地区分布， 进而导致以冰期、间冰期交替为特征的全球 变化。
年际、年代际、百年际至亿年际的频谱，各 种时间尺度的变化过程相互交织，形成多种 多样的变化方式和不同幅度的变率。
衡阳盆地夏季降水特征时间尺度
《子波气候诊断技术的研究》
介绍了子波气候诊断新技术及其应用方法， 包括有关应用多类子波的Fortran语言程序、C 语言程序、Math card和Matlab高级语言程序， 以及结合国家有关重大科研课题的实例等。
03全球变化的主要过程和驱动力
一、气候系统与水文循环过程
• 物理气候系统由大气、海洋、冰雪、陆地表面和生物圈 所组成，太阳能是物理气候系统的驱动力。 • 气候形成和维持的物理过程主要与气候系统的加热率和输 送过程有关。有了一定的加热率后，气候状态的形成还取 决于大气和海洋如何响应(发展为风和洋流)，以及风、洋 流和大尺度涡旋如何通过对物理量的输送到达稳定平衡， 维持一定的全球平衡态。如果气候系统的能量收支与时空 分布的平衡受到破坏，将导致物理气候系统状态发生改变， 即发生气候变化。 • 能量循环过程很大程度上由气、液和固态水物质所支配， 是通过水的循环来实现的，与水循环相联系的各种过程在 气候系统中至关重要。
•
三是进人到地球系统中的太阳能在地球系统中滞留的时 间，与地球的温室效应相联系。 • 维持温室气体的平衡是生物地球化学循环的重要环节 • 在地质历史上，温室气体的含量曾发生过重大变化，并 与地球的温度变化之间存在着密切的对应关系。大 Nhomakorabea和海洋环流
•
•
•
• • •
大气和海水都是流体，地球在吸收和释放热量的过程中 驱动着大气和海洋的运动。 大气从地面获得的能量是大气直接从太阳获得的能量的 2.3倍，因此地面是大气热机的主要热源。穿过大气到达 地面的太阳辐射，约有80%被海洋吸收，然后，通过长波 辐射、潜热释放及感热输送的形式传输给大气。 在地面热源中，主要来自海洋的潜热占50%以上，比感热 多两倍多。 海洋主要通过对潜热和感热的输送推动其上面的大气运动， 强烈地影响气候 大气主要通过风应力将动量送给海洋，影响海洋环流， 气候系统正是通过大气和海洋的运动实现物质和能量的传 输与转化。
板块运动过程
• 地球的岩石圈由若干刚性板块组成，它们 位于地幔对流的热边界层之上，受地慢的 缓慢对流过程所驱动而横跨地球表面发生 大规模的水平运动，即板块运动。
第2章 第2节 全球变化的驱动力
2）地球轨道参数的变化
偏心率、黄赤交角和岁差这些地球的轨道参数都是 随时间变化的，它们的变化均会导致地球接受太阳辐 射的季节和地区分布的变化
A、黄赤交角 B、岁差 C、偏心率
41000年周期
黄赤交角：
-41000年周期
周期约41000年。 在几百万年内，黄赤交角的变化范围为 21.65º~24.6º（当前为23.44º），好象船的左右摇摆。
（1）太阳辐射的变化——长期变化
1
太阳的辐射输出是随着太阳年龄的增长而变化的， 在地球诞生之初的45亿年前，太阳的辐射输出较现代 低30％，在此后的45亿年历史中，太阳的辐射输出不 断增加到现代水平。
（2）太阳活动——短期变化
小
大
1）太阳活动高峰期能够引起太阳紫外辐射和微粒辐射的 极大增加。
3）地外物体的撞击作用
在地球的历史上，地外物体对地球的撞击作 用不仅存在而且频繁发生，在地球历史的早期 尤其如此。
对全球环境的影响
短期的环境影响。 产生一系列的物理、化学和地质作用过程。 对全球变化的深远影响。 导致地球内部物质的重新分配。
产生了所谓气候变化的“轨道驱动”理论。
深海沉积物和黄土地层研究证实
气候变化具有10万年的周期，其间还亦叠加着41000年 和21000年的次一级周期。
黄土剖面和深海沉积物岩芯气候变化信息序列的谱分析结果（刘东生，1997）
存在ห้องสมุดไป่ตู้题：
不能解释冰期建立的机制，即为什么冰期出现在第 四纪而不发生在始新世或上新世等其它时期？
目前的偏心率为0.0167，日照量的差别为7%，偏心率越 大，冬夏季节的长短差异越大。
如果太阳辐射量稳定不变，那么上述三种变 化联合起来会使地球接受的热辐射量发生变化， 从而使地表平均温度也按一定的规律发生变化。
全球变化复习
全球变化期末复习题1.地球系统与地球系统科学：（1）地球是由地幔、地核、岩石圈、水圈、生物圈、人类圈等组成的复杂系统，其最简单的划分是地圈和生物圈组成地球系统，其中生物圈为全球生态系统。
（2）地圈可进一步划分为大气圈和水圈为主的物理气候系统和以岩石圈为主的固体地球系统。
（3）物理气候系统、固体地球系统、全球生态系统分别调控着水循环、生物地球化学循环和固体地球物质循环三个循环子系统。
并通过彼此的联系成为一个整体。
（4）地球系统中物质和能量的转换与交换是通过一系列过程来实现的。
这些过程按其性质可以分为物理过程、化学过程和生物过程三种类型。
（5）不同的地球系统具有不同的时间尺度和空间尺度，发生在地球子系统内部的系统之间的各种能量和物质输送过程却跨越了很宽的时间尺度而发生。
在全球范围内，并在地表层系统中留下烙印。
（6）不同时空尺度的过程之间存在复杂的相互作用。
（如火山喷发对气候的影响）（7）地球系统主要受两台“发动机”驱动：一是地球外部由太阳和其他外力所组成的，一是地球内部的“发动机”，主要由放射性和内部深处的原生热所驱动。
地球系统科学是把地球看成一个由作用的地核、地幔、岩石圈、水圈、大气圈、生物圈和人类社会等绊脚石部分构成的统一系统，是一门重点研究地球各组成部分之间相互作用的科学。
以大气圈和水圈为主体的物理气候系统地圈地球系统以岩石圈为主体的固体地球系统生物圈（又称全球生态系统）2、全球变化：广义指全球环境（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。
全球变化科学：以地球系统的概念为基础的全球变化显著地有别于那些建立在对地球各圈层研究基础之上的地球科学的传统的分支学科，全球变化研究超越了各分支学科的界限，是建筑在各分支学科基础之上的交叉研究。
全球变化的科学内涵可概括为：全球观点与全球尺度、所有时间过程（包括所有时间范畴和所有时间尺度）、人类的作用。
全球变化的驱动力 加动作
在大 尺度的冬夏季风环流。
（二）高海拔的山地或高原的隆起 高海拔的高原、山地的低温环境为冰川和积雪的积累提供了 大范围的场所．这些冰雪通过反射率的反馈作用成为温度升降变 化的放大器，增强气候变化的不稳定性，从而对全球变化产生与 极地冰盖性质相近的作用。 高山和高原通过热力和动力作用对全球大气环流运动所产生 的深刻影响更为重大。青藏高原和北美西部的山系等均对近地面 行星风系的运动乃至结构有 强烈的改造作用。
（三）地外物体的撞击作用
当小行星以宇宙速度撞击地球时，将产生一系列的物理、 化学和地质作用过程。 巨大的天体冲击能够导致地球内部物质的重新分配，对地 球内部过程产生深刻影响。巨大陨石的接击作用可能是海底扩
张和大陆漂移等地球内部驱动过程变化的触发因素，陨石撞击
可能导致地峻柱的生成，而这些地授柱又可以将板 ห้องสมุดไป่ตู้破裂并使
（三）火山活动
强烈的火山喷发能够把大量的气体和火山灰抛向高空，它们 可在平流层大气中停留一年以上，并通过评里层化学/动力学的 影响而介入全球变化的过程。它们可以改变平流层的化学成分并 造成化学成分异常，将对大气中的二氧化碳，臭氧等的平衡产生 影响。而受火山活动影响最大的，可能是平流层中气溶胶及其光 学性质的变化。
厄尔尼诺(ENSO)：是指东太平洋地区海洋表面温度的持续异常 曾暖，是一种海洋异常现象。它是沃克环流圈东移造成的。正 常情况下，热带太平洋区域的季风环流是从美洲走向亚洲，使 太平洋表面保持温暖，给印尼周围带来热带降雨。但这种模式 每2—7年被打乱一次，使风向和洋流发生逆转，太平洋表层的 热流就转而向东走向美洲，随之便带走了热带降雨，出现所谓 的“厄尔尼诺现象”。
（一）太阳活动——太阳黑子 太阳黑子活动引起太阳辐射质和量的变化，太阳活动高峰期 能够引起太阳紫外辐射和微粒辐射的极大增加。
全球变化全球变化的主要过程与驱动力
全球变化全球变化的主要过程与驱动力
• 全球碳循环
全球变化全球变化的主要过程与驱动力
四、人类生态系统与人类活动过程
• 人类生态系统的构成
• 组成：自然生态系统、人化自然生态系统、人工自然生 态系统；
• 发展阶段和类型
• 采集狩猎系统（最初形态）：以人类能够制 造工具并利用工具从自然界捕获和采集食物 为标志。
• 水汽反馈：总体为正
• 云辐射反馈：可正可负
• 冰雪圈反馈全：球变大化全球气变化热的主量要过程平与驱衡动力中的冷却作用，
二、固体地球系统与岩石圈循环 过程
• 系统的主体 • 系统的驱动力 • 主要过程
• 板块运动过程 • 陆上风化与侵蚀堆积过程 • 海洋沉积过程
• 影响
全球变化全球变化的主要过程与驱动力
全球变化全球变化的主要过程与驱动力
• 海洋沉积过程
• 板块运动决定大洋盆地格局，而侵蚀和沉 积作用改造海底地貌；
• 沉积场所
• 沉积类型：碎屑、化学沉积
• 沉积分带（气候和海底地形复杂）：
• 纬度分带：沉积的物质和沉积速度等因纬度而不同，极地冰川 带广泛出现冰川海洋沉积，亚热带褐粘土沉积十分发育，赤道 带生物沉积旺盛。
全球变化全球变化的主要过程与驱动力
全球变化全球变化的主要过程与驱动力
• 水文循环与气候系统中的反馈过程
全球变化全球变化的主要过程与驱动力
• 气候与水文系统过程的有机联系
• 水循环过程：控制地球温度和云层的形成、 输送和消散，及其与太阳辐射的关系；
• 气候过程：控制着陆、海表面和大气的相 互关系，引起气候系统中一系列重要的反 馈过程。
• 洋盆形状与海陆分布格局变化导致大洋环流形式的变化。 • 海陆分布格局变化对生物进化的影响。
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。
全球变化教学大纲
全球变化教学大纲一、引言全球变化是指自然界和人类活动引起的地球气候、生态系统、物种多样性等方面的变化。
为了增强学生对全球变化的认识和理解，提出以下教学大纲，旨在培养学生全球变化问题的意识和解决问题的能力。
二、教学目标1. 了解全球变化的概念和背景；2. 掌握全球变化的影响因素和主要表现形式；3. 了解全球变化对环境和人类社会的影响；4. 学会分析全球变化问题并提出解决方案；5. 培养环保意识和可持续发展观念。
三、教学内容1. 全球变化的定义和发展历程- 全球变化的概念和范围- 全球变化的主要因素和驱动力- 全球变化的研究方法和技术手段2. 全球变化的主要表现形式- 气候变化：温室气体排放、全球变暖、极端天气事件等- 生物多样性丧失：物种灭绝、生态系统退化等- 地表变化：海平面升高、冰川消融等- 化学物质污染：大气污染、水体污染等3. 全球变化对环境和人类社会的影响- 环境影响：海洋酸化、气候灾害等- 经济影响：资源短缺、农业生产减产等- 社会影响：人口迁移、社会不稳定等- 健康影响：传染病爆发、食品安全等4. 全球变化问题的解决方案- 减缓气候变化：降低温室气体排放、推动清洁能源等- 保护生物多样性：建立自然保护区、限制非法捕捞等- 保护水资源：加强水资源管理、开展节水教育等- 推动可持续发展：促进可持续农业、倡导环保生活方式等五、教学方法1. 讲授法：通过讲述全球变化的概念、原因和影响，让学生对问题有一个整体的认识。
2. 实例分析法：选取具体的事件案例，详细解析全球变化对环境和人类社会的影响。
3. 探究式学习法：引导学生参与实践活动，探索全球变化问题的解决方案。
4. 视听教学法：运用多媒体资源，展示全球变化的实际情况和研究成果。
六、教学评估1. 完成小组或个人项目，提出针对全球变化问题的解决方案。
2. 书面测试，考察学生对全球变化的基本概念和知识的掌握情况。
3. 参加讨论和辩论，评估学生对全球变化问题的分析和解决能力。
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℃。
全球环境变化的主要特征与过程概述
（小循环）。
水循环类型
水循环类型 循环过程及环节 海陆循环 特点 水循环的意义
①蒸发②水汽输 送③降水④地表 径流⑤下渗⑥地 下径流
①蒸发②降水
最重要的水循环 类型，使陆地水 得到补充，水资 源得以再生
携带水量最大的 水循环，是海陆 间大循环的近十 倍
①维持了全球水的动 态平衡，使全球各种 水体处于不断更新状 态
三、人为因素
• 人类活动所引起的地球系统的状态和功能的改变， 在工业化以来的200多年里急剧加速，在几十至几 百年的时间尺度上，人类活动对全球变化的影响 与全球变化对人类的影响均极为显著，人类生态 系统过程已成为全球变化过程的一个不可忽视的 组成部分。 • 而人类生态系统、土地覆盖变化、污染物排放影 响全球生物地球化学循环过程、地球表层系统组 成→自然系统功能失调和变化，并通过累积性变 化或系统性变化导致全球环境变化。（如全球最 高温记录不断打破）
地球能量循 环过程主要是 太阳辐射与地 气系统相互作 用的结果。
全球辐射差额
地球能量循环来源
物质是能量的载体，沿着食物链（网）流动；能 量是物质循环的动力，使物质能不断地在生物群落 与无机环境见循环往返。
l
能量循环是单向的，在流经生态系统各级营养级时 逐级递减。
l
l人类活动对能量循环的影响：化石燃料燃烧释放温
驱动力：太阳活动、火山活动、大气环流 的长期变化，厄尔尼诺-南方涛动等自然因子 和大气温室效应的增强等人为因子。
几天至几个季度
典型事件：大气环流的季节震荡，气温 、降水和地表经历的季节波动，植物群落 季相与农事季节的更替，土壤-植物-大气 之间生物地球化学循环的年际变化。 驱动力：太阳辐射量输入的年循环。
室气体增加，温室效应增强；人为燃料燃烧释放的 热量改变局部热量平衡；大气尘埃增加，反射越多， 地表接受的热量越少，即大气尘埃增加引起的阳伞 效应；土地利用方式的改变影响下垫面性质，导致 能量循环改变。
全球环境变化(第三章)
第三章 全球变化的特征、驱动力与过程
二、全球变化的驱动力
3. 全球变化中的人为因素
土地覆盖的变化，污染物排放等人类活动的强烈干扰了 全球生物地球化学循环。 人类活动产生的CO2、CH4、N2O等温室气体加速了全球 温室效应，排放到大气中的氟利昂等氟氯烃类物质和氮氧化 合物导致臭氧层破坏，酸性气体排放导致酸雨发生，人类驯 化的作物替代了森林和草原，野生动物被驯化东所取代或被 排斥到生态边缘而灭绝或濒临灭绝。
第三章 全球变化的特征、驱动力与过程
人类既产生于自然，又从自然系统中分离出来， 称为地球系统的一个重要组分的同时，又影响自然环 境过程。在工业化以来的200年里，人类活动对全球变 化的影响与全球变化对人类的影响均极为显著。 全球生物地球化学循环过程正受到土地覆盖变化、 污染物排放等人类活动的强烈干扰，人类活动产生的 CO2, CH4, N2O, SO , PO 等是重大的扰动因素。大气 化学过程、土壤化学过程、海洋化学过程正因此发生 变化
第三章 全球变化的特征、驱动力与过程
二、全球变化的驱动力
2. 地球内部因素
（1）海陆分布变化：一方面海陆分布格局对全球温度和降水 格局会产生深刻的影响，另一方面会影响大洋环流形式的 变化。 （2）山地和高原的隆起：一方面高海拔的高原、山地的低温
环境为冰川和积雪的积累提供了大范围场所；另一方面，
高山和高原通过热力和动力作用对全球大气环流运动产生 影响；此外还会对地球自转速率产生阻碍和减缓作用。
第三章 全球变化的特征、驱动力与过程
三、全球变化的三大基础循环过程
1.全球变化中的生物循环
它与地球表层各圈层、化学和生命等紧密相连。 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 地球表层生物的地球化学循环。
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主要内容：
• 第一节 全球变化的主要过程 • 第二节 全球变化的驱动力 • 第三节 全球变化的概念模式
全球变化全球变化的主要过程与驱动力
第一节 全球变化的主要 过程
• 一、气候系统与水文循环过程 • 二、固体地球系统与岩石圈循环过程 • 三、生态系统与生物地球化学循环过程 • 四、人类生态系统与人类活动过程
• 水汽反馈：总体为正
• 云辐射反馈：可正可负
• 冰雪圈反馈全：球变大化全球气变化热的主量要过程平与驱衡动力中的冷却作用，
二、固体地球系统与岩石圈循环 过程
• 系统的主体 • 系统的驱动力 • 主要过程
• 板块运动过程 • 陆上风化与侵蚀堆积过程 • 海洋沉积过程
• 影响
全球变化全球变化的主要过程与驱动力
全球变化全球变化的主要过程与驱动力
• 南方涛动指数（SOI）：塔希提岛与达尔文之间的 标准海平面气压差。
• SOI为负表示东太平洋气压低于印度洋气压； • SOI为正表示东太全球平变化洋全球气变化压的主高要过于程与印驱动度力 洋气压。
图示
全球变化全球变化的主要过程与驱动力
与厄尔尼诺相关联的降水和温度分布型
全球变化全球变化的主要过程与驱动力
季风环流（Monsoon circulation）
全球变化全球变化的主要过程与驱动力
全球洋流图
全球变化全球变化的主要过程与驱动力
温盐输送带理想化图示
全球变化全球变化的主要过程与驱动力
环流异常：厄尔尼诺与拉尼娜现象
• 厄尔尼诺（El Nino）现象
• 含义溯源：在赤道东太平洋的厄瓜多尔南部和秘鲁北 部沿岸，圣诞节前后经常发生的海水异常升温现象。 第一次直接记录为1795年。
• 与板块运动共同塑造地球的地貌形态； • 为气候、水文和生物过程提供多样化空
间； • 主要营力：流水、风、生物等。
全球变化全球变化的主要过程与驱动力
全球变化全球变化的主要过程与驱动力
风化、侵蚀、搬运、堆积、固结成岩
沉积岩
外力作用
岩浆岩
侵入型 喷出型
冷却
变质岩
凝固
高温重熔
高温重熔
高温重熔
岩浆
地壳物质循环示意图
全球变化全球变化的主要过程与驱动力
• 地球表面的能量收支平衡与温室 效应
• 决定了气候系统的加热率。影响因素有三：
• 到达地球的太阳辐射能：太阳辐射强度、地球轨道要 素；
• 地球的行星反射率：云、冰雪、植被等； • 进入地球系统中的太阳能在其中滞留的时间：某些微
量气体，其与温室效应相联系
全球变化全球变化的主要过程与驱动力
• 环陆分带：自陆向海，沉积速率和沉积厚度越低，沉积物的颜 色从偏灰绿逐渐变为红褐。
• 大洋沉积是岩石圈物质循环转换的重要环 节
• 碳酸盐补偿深度（Carbonate Compensation Depth：CCD全）球变化、全球变缺化的氧主要过层程与驱（动力Oxygen
全球变化全球变化的主要过程与驱动力
全球变化全球变化的主要过程与驱动力
• 水文循环与气候系统中的反馈过程
全球变化全球变化的主要过程与驱动力
• 气候与水文系统过程的有机联系
• 水循环过程：控制地球温度和云层的形成、 输送和消散，及其与太阳辐射的关系；
• 气候过程：控制着陆、海表面和大气的相 互关系，引起气候系统中一系列重要的反 馈过程。
全球变化全球变化的主要过程与驱动力
三圈环流的模式图：平均经圈环流
全球变化全球变化的主要过程与驱动力
一月冰岛份低海压平面等压线分布图
亚洲高压 阿留申低压
全球变化全球变化的主要过程与驱动力
七月海平面等压线的分布图
亚洲低压
亚速尔高压 夏威夷高压
全球变化全球变化的主要过程与驱动力
大气纬圈环流（沃克环流：Walker Circulation ）：
全球变化全球变化的主要过程与驱动力
汇聚型边界
大陆与大陆间：喜马拉雅山脉
全球变化全球变化的主要过程与驱动力
离散型（大洋中脊）
全球变化全球变化的主要过程与驱动力
东非大裂谷（East African Great Rift Valley ）
全球变化全球变化的主要过程与驱动力
平移型边界
• 陆上风化与侵蚀堆积过程
• 板块运动过程
• 板块构造理论：发展历程 • 板块运动的动力 • 板块运动的ห้องสมุดไป่ตู้式
全球变化全球变化的主要过程与驱动力
三种板块边界类型
汇聚型之海沟
-岛弧
汇聚型之海沟
-山脉
离散型之大陆 裂谷带
平移型之转换 板块边缘
离散型：大洋 中脊
全球变化全球变化的主要过程与驱动力
张烈型边 界
张烈运动发展过程： 初期：裂谷 中期：內海 末期：中洋脊
全球变化全球变化的主要过程与驱动力
• 海洋沉积过程
• 板块运动决定大洋盆地格局，而侵蚀和沉 积作用改造海底地貌；
• 沉积场所
• 沉积类型：碎屑、化学沉积
• 沉积分带（气候和海底地形复杂）：
• 纬度分带：沉积的物质和沉积速度等因纬度而不同，极地冰川 带广泛出现冰川海洋沉积，亚热带褐粘土沉积十分发育，赤道 带生物沉积旺盛。
• 科学概念：赤道东太平洋海面温度（SST）出现大范围 持续异常升高，具有约3～7年的周期。
• 空间范围：0°～10°S，180°～90°W。
• 拉尼娜（La Nina ）
• 指赤道太平洋东部和中部海表温度大范围持续异常变 冷（连续6个月低于常年0.5℃以上）的现象。
• 恩索（ENSO ）事件
• 厄尔尼诺现象及拉尼娜现象被统称为厄尔尼诺-南方涛 动(El Niño-Southern Oscillation, ENSO)现象
• 大气和海洋环流
• 地面是大气热机的主要热源； • 海洋吸收了到达地面80%的太阳辐射，并将其转化为驱
动物理气候系统的动力； • 海气间的耦合作用：海洋释放潜热和感热推动大气运
动，从而影响气候，而大气通过风应力将动量传送给 海洋，影响海洋环流，由此气候系统通过大气和海洋 实现了物质和能量的传输与转化。
全球变化全球变化的主要过程与驱动力
气 候 系 统 与 水 文 循 环 过 程
全球变化全球变化的主要过程与驱动力
注意的几个方面
• 物理气候系统的组成及驱动力 • 气候形成和维持的物理过程：相关的因素
• 加热率、输送过程，海-气响应等物理因子 • 某些生物和化学过程的影响
• 气候变化：气候系统内部的过程 地球其他子系统 过程