海洋對氣候和人類活動的影響,回答哪個都行
題目:
海洋對氣候和人類活動的影響,回答哪個都行
解答:
人類活動對氣候的影響有兩種:一種是無意識的影響,即在人類活動中對氣候產生的副作用;一種是爲了某種目的,採取一定的措施,有意識地改變氣候條件.在現階段,以第一種影響占絕對優勢,而這種影響以以下三方面表現得最爲顯著,即①在工農業生產中排放至大氣中的溫室氣體和各種汙染物質,改變大氣的化學組成;②在農牧業發展和其它活動中改變下墊面的性質,如破壞森林和草原植被,海洋石油汙染等等;③在城市中的城市氣候效應.自世界工業革命後的200年間,隨著人口的劇增,科學技術發展和生產規模的迅速擴大,人類活動對氣候的這種不利影響越來越大.因此,必須加強研究力度,採取措施,有意識地規劃和控制各種影響環境和氣候的人類活動,使之向有利於改善氣候條件的方向發展.
(一)改變大氣化學組成與氣候效應
工農業生產排入大量廢氣、微塵等汙染物質進入大氣,主要有二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、一氧比二氮(N2O)和氟氯烴化合物(CFCS)等.據確鑿的觀測事實證明,近數十年來大氣中這些氣體的含量都在急劇增加,而平流層的臭氧O3.總量則明顯下降.如前所述,這些氣體都具有明顯的溫室效應,在波長9500毫微米(μm)及12500-17000μm有兩個強的吸收帶,這就是O3及CO2的吸收帶.特別是CO2的吸收帶,吸收了大約70-90%的紅外長波輻射.地氣系統向外長波輻射主要集中在7000-13000μm波長範圍內,這個波段被稱爲大氣窗.上述CH4、N2O、CFCS等氣體在此大氣窗內均各有其吸收帶,這些溫室氣體在大氣中濃度的增加必然對氣候變比起著重要作用.
大氣中CO2濃度在工業化之前很長一段時間裡大致穩定在約(280±10)×10-3ml/L,但在近幾十年來增長速度甚快,至1990年已增至345×10-3ml/L,90年代以後,增長速大.圖8·14(圖略)給出美國哈威夷馬納洛亞站(Mauna Loa)1959-1993年實測值的逐年變化.大氣中CO2濃度急劇增加的原因,主要是由於大量燃燒化石燃料和大量砍伐森林所造成的.據研究排放入大氣中的CO2有一部分(約有50%上下)爲海洋所吸收,另有一部分被森林吸收變成固態生物體,貯存於自然界,但由於目前森林大量被毀,致使森林不但減少了對大氣中CO2的吸收,而且由於被毀森林的燃燒和腐爛,更增加大量的CO2排放至大氣中.目前,對未來CO2的增加有多種不同的估計,如按現在CO2的排放水平計算,在2025年大氣中CO2濃度爲4.25×10-3mL/L爲工業化前的1.55倍.
甲烷(CH4沼氣)是另一種重要的溫室氣體.它主要由水稻田、反芻動物、沼澤地和生物體的燃燒而排放入大氣.在距今200年以前直到11萬年前,CH4含量均穩定於0.75-0.80×10-3mL/L.近年來增長很快.1950年CH4含量已增加到1.25×10-3mL/L,1990年爲1.72×10-3mL/L.Dlugokencky等根據全球23個陸地定點測站和太平洋上14個不同緯度的船舶觀測站觀測記錄,估算出近10年來全球逐年CH4在大氣中混合比(M)的變化值如圖8·15(圖略)所示.根據目前增長率外延,大氣中CH4含量將在公元2000年達2.0×10-3mL/L,2030年和2050年分別達2.34至2.50×10-3mL/L.
一氧化二氮(N2O)向大氣排放量與農田面積增加和施放氮肥有關.平流層超音速飛行也可產生N2O.在工業化前大氣中N2O含量約爲2.85×10-3mL/L.1985年和1990年分別增加到3.05×10-3mL/L和3.10×10-3mL/L.考慮今後排放,預計到2030年大氣中N2O含量可能增加到3.50×10-3-4.50×10-3mL/L之間,N2O除了引起全球增暖外,還可通過光化學作用在平流層引起臭平氧O3離解,破壞臭氧層.
氟氯烴化合物(CFCS)是製冷工業(如冰箱)、噴霧劑和發泡劑中的主要原料.此族的某些化合物如氟里昂11(CCl2F,CFC11)和氟里昂12(CCl2F2,CFC12)是具有強烈增溫效應的溫室氣體.近年來還認爲它是破壞平流層臭氧的主要因子,因而限制CFC11和CFC12生產巳成爲國際上突出的問題.
在製冷工業發展前,大氣中本沒有這種氣體成分.CFC11在1945年、CFC12往存在1935年開始有工業排放.到1980年,對流層低層CFC11含量約爲168×10-3mL/L而CFC12爲285×10-3mL/L,到1990年則分別增至280×10-3mL/L和484×10-3mL/L,其增長是十分迅速的.圖8·16(圖略)給出CFC12近數十年來的變化形勢,其未來含量的變化取決於今後的限制情況.
根據專門的觀測和計算大氣中主要溫室氣體的濃度年增量和在大氣中衰變的時間如表8·7(圖略)所示.可見除CO2外,其它溫室氣體在大氣中的含量皆極微,所以稱爲微量氣體.但它們的增溫效應極強,而且年增量大,在大氣中衰變時間長,其影響甚巨.
臭氧(O3)也是一種溫室氣體,它受自然因子(太陽輻射中紫外輻射對高層大氣氧分子進行光化學作用而生成)影響而產生,但受人類活動排放的氣體破壞,如氟氯烴化合物、鹵化烷化合物、N2O和CH4、CO均可破壞臭氧.其中以CFC11、CFC12起主要作用,其次是N2O.圖8·17(圖略)是各氣候帶緯向平均臭氧總量距平值的年際變比(196-1985年,由圖可見,自80年代初期以後,臭氧量急劇減少,以南極爲例,最低值達-15%,北極爲-5%以上,從全球而言,正常情況下振盪應在土2%之間,據1987年實測,這一年達-4%以上.從60°N-60°S間臭氧總量自1978年以來已由平均爲300多普生單位減少到1987年290單位以下,亦即減少了3-4%.從垂直變化而言,以15-20km高空減少最多,對流層低層略有增加.南極臭氧減少最爲突出,在南極中心附近形成一個極小區,稱爲「南極臭氧洞」.自1979年到1987年,臭氧極小中心最低值由270單位降到150單位,小於240單位的面積在不斷擴大,表明南極臭氧洞在不斷加強和擴大.在1988年其O3總量雖曾有所回升,但到1989年南極臭氧洞又有所擴大.1994年10月4日世界氣象組織發表的研究報告表明,南極洲3/4的陸地和附近海面上空的臭氧已比十年前減少了65%還要多一些①.但有資料表明對流層的臭氧卻稍有增加.
大氣中溫室氣體的增加會造成氣候變暖和海平面擡高.根據目前最可靠的觀測值的綜合,自1885以來直到1985年間的100年中,全球氣溫已增加0.6-0.9℃.圖8·10(圖略)中點出了1860年到1985年實際的氣溫變化(對於1985年全球年平均氣溫的差值),表明全球增暖的趨勢也是0.8℃左右.1985年以後全球地面氣溫仍在繼續增加,多數學者認爲是溫室氣體排放所造成的.圖中列出三種不同情況溫室氣體的排放所產生的增溫效應,從氣候模式計算結果還表明此種增暖是極地大於赤道,冬季大於夏季.
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