气候变化概论重点

气候变化概论复习

1、气候变化特点、气候变暖体现

1）近百年来地球气候系统正经历着一次以变暖为主要特征的显著变化

2）近百年来温室气体一直在波动增加

2012年，全球二氧化碳、甲烷和氧化亚氮年均浓度分别达到393ppm、1819ppb和325ppb，分别比工业革命(1750年)前增加了41%、160%和20%，达到历史的最高值。

3）1979年以来北极海冰范围显著缩小

1979-2012年北极年均海冰范围以每十年3.5%-4.1%(0.45-0.51百万平方公里的速率缩小；

夏季海冰范围（多年海冰）以每十年9.4%-13.6%（0.73-1.07百万平方公里）缩小。北极海冰每十年平均下降速度在夏季最高；

过去的30年，北极夏季海冰范围退缩史无前例，北极海表温度至少在过去1，450年来异常偏高。

2、温室气体：二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、对流层臭氧和水汽等气体，不阻挡紫外辐射的射入，但吸收红外辐射有，造成了“温室效应”，被称为“温室气体”。

温室效应：大气中的的CO2等气体能吸收地球表面反射的1200-1630nm的红外光谱，并把能量截留于大气之中，从而使大气温度升高的现象称为温室效应。

3、辐射强迫的定义、量级、来源

辐射强迫：指在地球气候系统辐射能量收支平衡中外部强加的扰动。

辐射强迫在数值上定义为某种辐射强迫因子变化时所产生的对流层顶平均净辐射的变化（太阳辐射+红外辐射），单位：W/m²。

来源：由辐射活性气体（如CO2等）浓度和太阳入射的长期变化或影响地表吸收辐射能量的其他变化（如地表反射率性质的变化）所产生——估计全球年平均地表温度响应的方便工具。

4、温室气体辐射强迫量级

5、碳循环、碳源和碳汇

碳循环是指碳元素在自然界的循环状态；循环过程：大气中的CO2倍陆地和海洋中的植物吸收，然后通过生物或地质过程及人类活动，又以CO2的形式返回大气。

碳源：化石燃料燃烧、土地利用变更、海洋植被生物质燃烧

碳汇：陆地生态系统及海洋

碳源：化石燃料和水泥排放量8.3±0.4Gt/年、土地利用排放量1.0±0.5Gt/年；

碳汇：大气增长4.3±0.1Gt/年、海洋沉积2.5±0.5Gt/年、其余陆地沉积2.6±0.9Gt/年。

全球人类活动引起的年碳排放量9.3±0.9Gt/年；大气年均碳通量4.3±0.1Gt/年、海洋年均碳通量2.5±0.5Gt/年、陆地年均碳通量1.6±0.4Gt/年。

1 Gt = 10亿吨

（Gt的概念：Gigatonnes=109tonnes=1PgC（1Pg=1015g））

6、大气气溶胶主要成分：硫酸盐、硝酸盐、铵盐、黑碳、有机碳、沙尘气溶胶。

短寿命气体和气溶胶影响气候变化

7、气溶胶物理特性

气溶胶浓度（数浓度、质量浓度、体积浓度），谱分布

气溶胶粒子的三模态及其特性（按气溶胶直径分）

1）Aitken mode(~ <0.1μm) （Aitken 模态）：Formed from condensation of hot vapors during combustion processes and from the nucleation of atmospheric species to form fresh particles. They are lost principally by coagulation with larger particles.（由热蒸汽在燃烧过程中凝结形成，由大气物种成核形成新鲜颗粒。 它们主要通过较大颗粒的凝结而丧失。）

2）accumulation mode(0.1~2.5μm) （积聚模态）：The source of particles in the accumulation mode is the coagulation of particles in the nuclei mode and from condensation of vapors onto existing particles ， causing them to grow into this size range. The accumulation mode is so named because particle removal mechanisms are least efficient in this regime ， causing particles to accumulate there.（积聚模态中的粒子来源是核子模式下的粒子凝聚，蒸汽凝结到现有粒子上，使它们长大到这个尺寸范围。 积累模式是如此命名的，因为颗粒去除机制在这种情况下效率最低，导致颗粒在那里积累。）

3）coarse particle mode (~ >2.5μm) （粗粒子模态）：Formed by mechanical processes and usually consists of human-made and natural dust particles. Coarse particles have sufficiently large sedimentation velocities that they settle out of the atmosphere in a reasonably short time.（由机械工艺形成，通常由人造天然粉尘颗粒组成。 粗颗粒具有足够大的沉降速度，在相当短的时间内沉降在大气之外。）

8、气溶胶光学特性：气溶胶光学特性、单次散射反照率、不对称因子（散射相函数）等。

1）气溶胶光学厚度（AOD ）：是描述气溶胶通过吸收散射等方式对通过大气层的太阳光衰减作用的。

其定义为介质的消光系数在单位面积垂直方向上的积分。

不同成分气溶胶质量消光系数（α，unit: m 2/g)随相对湿度变化

dz z z z ),()(21e A λσλτ⎰

=