Ch11-lecture[精].ppt

* 冰清玉洁的Younger-Dryas * 公元2000年前的一次北大西洋环流减弱导致当时的全球文明衰落？ 气候模式给出的4000年前大洋环流减弱后的海面温度变化和陆面温度变化。 左图：北大西洋变冷，南大西洋变暖；右图：欧亚大陆的大部分地区变冷。 图片来自王绍武 * 气候模式给出的4000年前大洋环流减弱后的欧亚非大陆降水变化 四大文明和它们河流的发源地均干旱（红色）。 图片来自王绍武 * 5、人类对气候变化的影响 由于工业化的发展,人类活动对气候的影响力变得越来越大. 从前面的图中,我们已发现全球气温在最近二三十年增加得很快. 科学界担心并争论这几十年的增温是否是由于人类活动造成的。 人类活动造成的温室气体主要包括: CO2、CH4、O3、N2O、CFCs等。右图所示的是这些温室气体对全球变暖的分别贡献。 * CO2 Emission Per Person * 最近1千年的温度变化 相对于最近一千年的气温,近一百年(也就是工业革命以来)的气温偏高. * 工业化以来的温度变化 工业化以来全球平均温度呈上升趋势。 七十年代末以来,全球气温明显增加. * (1) 人类活动导致CO2增加 工业化前,大约是 280 ppmv parts per million by volume. 现在是 370 ppmv. 21st 世纪末, 可能是 490 to 1260 ppmv. * (2) CH4增加 * 气候模式模拟的CO2增加一倍后全球温度平均增加2-3℃ IPCC预估的21世纪温室气体增长趋势 * * 全球气候模式给出的温度随CO2上升的趋势 右图显示的是气候模式给出的未来100年气温随CO2浓度变化的结果,如果人类释放的CO2浓度是按今天的速度增加的. * 温室气体导致地面温度升高,气溶胶导致地面气温降低. 人类活动不仅导致CO2浓度增加,同时也导致气溶胶的浓度增加,例如汽车排放的尾气,燃煤产生的硫化物等.下图给出的是气候模式的结果. 单独CO2增加造成的升温(黄线)比CO2和气溶胶一起造成(蓝线)的升温要快得多. * 南极上空的臭氧洞 人类使用的制冷剂碳氯化合物(chlorofluorocarbons, CFCs)是一种非常稳定的物质.当它被输送到平流层极地后,在太阳紫外线的作用下分解出氯原子,氯原子与臭氧发生化学反应导致臭氧的减少.有证据表明CFCs是促使臭氧洞形成的催化剂. 当平流层臭氧减少,更多的太阳紫外辐射会到达地面,强紫外辐射将危害地面的生命. 但到目前为止,还没有充分的证据表明平流层臭氧减少是怎样影响地面气候的. 观测的近百年来地表温度变化 * 气候模式模拟的地表温度变化1970-2100 * * 全球变暖: 北极海冰和南极冰盖融化 * 动画显示模拟的1955-2055年北冰洋海冰由于温室气体增加而减少的情况 坍塌的南极威尔金冰架 * * 显示模拟的当CO2增加1倍和3倍时全球温度的变化 * 我们能不能减缓全球变暖? 2009年12月7-12日哥本哈根世界气候会议 * * 作业： 相对于地球的历史气候来说,我们现在所处的气候是处于暖期或冷期? 导致气候自然变化的因素有哪些? 为什么我们关心人类活动对全球气候的影响？人类活动的哪些因素会加速全球变暖趋势？那些视气候变冷？总的趋势是什么？请说明理由。 地球轨道的3种变化对地球接受太阳能量的影响分别是什么？哪些影响全球能量平衡？导致的仅导致季节变化？ 大洋环流如何影响全球气候？ * 思考： 为什么热带大西洋不存在ENSO? 地球是否完全被完全冰封过？阅读“关于冰雪地球的研究进展”（已放在网上）。 * Ch11、气候系统和全球变暖 气候和天气的区别 全球气候系统 古气候气候极其自然变化 人类活动对近代气候变化的影响 阅读：Meteorology Today 第18、19章 * 1、气候和天气的区别 气候和天气的区别主要在于它们的时间尺度.一般来说,天气系统的时间尺度在一个星期左右,而气候的时间尺度在一个月以上。例如,天气预报关心的是气象要素的日变化,而气候学关心的是日平均后的气象状况。 气候的空间尺度则变化很大, 从几十公里到全球范围.例如,一个城市市区内的温度通常比郊区高, 有人把这种空间范围在几十公里的城市特有的气候叫城市气候.有把范围在几百到几千公里的一个区域内的气候称为区域气候。 在这一章,我们主要关心空间尺度可以和地球的尺度相比的气候,也就是全球气候. 2、全球气候系统 通常，我们认为气候变化只与大气运动过程有关。实际上，气候变化还取决于大气中的物理和化学过程，而且还取决于海洋、地面生物化学过程。这些过程构成了一个综合的地球气候系统。 非常重要的一点是，我们所说的气候变化并不仅是温度、湿度和降水等。气候变化与我们所处的环境变化也是