全球变化课件01地球系统与全球变化分析
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全球变化近现代全球变化 ppt课件
几十年）；
– 温室效应仍不可忽视。
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观测到的其它有辐射重要性的气体 的变化
• 对流层和平流层中的O3 都是重要的温室气体。
– 过去二十年平流层O3减少导致的平流层系统负辐射强迫量 为0.15W/M2 。另外，据有限的观测和模拟估计， 1750 年以来对流层的O3含量增加了约35％，导致的全球平均辐 射强迫增加0.35±0.2W/M2。
16% ，达到46ppb。
• N2O是一种重要的大气辐射活性成分。其单个
分子的辐射效应远大于CH4和CO2。
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大气中的含卤成分
• 氯氟烃（CFCs)：大气中一系列含有C、Cl及F原子的卤代
烃的总称。它们常作为制冷剂、喷雾剂及溶剂广泛应用在
工业生产中。
– 可破坏平流层的O3；极强的温室效应，某些CFCs分子的温室 效应强度超过CO2分子1万倍以上。
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大气中的CO2含量在近200年时间里一直在上升
18世纪以前的CO2变化范围
19世纪到现在 CO2变化
近半个世纪CO2的变化
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观测到的全球充分混合的温室气体 含量
• CO2 ：
– 大气中CO2浓度从1750年的280ppm增加到 1999年的367ppm，增加了31%，
对红外辐射进行吸收的气体。
• 温室效应：对到达地球表面的短波太阳辐
射近乎无阻挡，但部分地吸收地球表面向 外发射的长波辐射，并通过大气的再发射 向地面传递能量，使地面温度上升。这一 过程类似玻璃温室产生的作用，被称为温 室效应。
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大气中的主要温室 气体
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温室效应原理
全球变化PPT课件
1988年比1949～ 1979年平均气温增高0.34℃，全球表面平均温度
在20世纪平均升高了0.6℃ .
（据IPCC.Climate Change 2001 ）
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成因分析：1.自然因素
主要包括 火山活动、太阳活动、地壳运动、大气环流、 湿地生态系统（有机残体分解CO2、CH4释 放）、自然变率等。
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影响与危害
3.农作物产量发生改变
• 根据有效积温法则，气候变暖会引起 作物的生长期缩短，导致物质积累和 籽粒产量降低。
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影响与危害
4.疾病危害加剧
• 气候变暖使热量带向高纬移动,给许多 病菌提供了更为广阔的活动空间,病菌 的繁殖率和传播速度将更大更快. 全球 变暖夏季更热，诱发心脏、呼吸系统 疾病。
具体人为因素
1. 大量化石燃料的低效率使用。一方面使用量大，另一方面使用效率低。
2. 人口的急剧增多。需要更多的能源，粮食，住所。人增多需要更多能源加 剧使用与排放；人增多需要更多粮食和住所，砍伐、燃烧森林获得土地与 木材，一方面降低了森林的固碳作用；另一方面，把碳释放。争夺资源和 土地的连年战争，一方面增加了温室气体的排放，另一方面（火灾、砍伐 破坏森林）破坏了生态系统。
3. 积极的加强自然保护区建设，植树种草，加大绿地的 覆盖率增强固碳能力。
4. 加强环保教育。
5. 加强公共交通的建设，加强混合能源汽车的研发，集
中供暖。 19
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水
资
源
短
缺
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2ห้องสมุดไป่ตู้21/3/12
地球水资源
海洋水 97.2%
一、地球系统科学与全球变化研究
一、地球系统科学与全球变化研究第1章地球系统科学与全球变化研究 1第1章地球系统科学与全球变化研究第1节地球系统科学和全球变化研究的兴起“全球变化”(Global Change)作为一个科学术语是20世纪80年代中期才出现的，它是指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。
所谓地球系统指的是相互作用、相互影响的物理、化学、生物与人类过程的集合，这些发生在大气圈、陆地、海洋及其界面的过程实现了物质和能量的转换，因而为行星上的生命提供了条件(IGBP，2001)。
作为地球科学最为活跃的研究领域之一，全球变化研究的实质涉及到对整个地球系统规律的认识，它不仅代表了地球科学的发展方向，是21 世纪地球科学的突破点所在，也寄托着人类社会未来发展的希望，以地球系统科学为基础的全球变化正在成为世界级的科学，其在科学发展中的地位可与19世纪的进化论和20世纪的板块运动的地球科学革命相媲美(IGBP，2001，2004; Kevin Noone，2004;陈宜瑜，2002;汪品先，2003;陈泮勤，2004)。
一、全球变化认识的历史渊源人类很早就认识到环境是变化的。
这种认识主要来源于两个方面。
其中之一是来自有关远古的神话或宗教信仰之中，如中国、印度、及《圣经》等关于远古洪水的传说，我国神话麻姑“三见东海为桑田”等均属于此。
这些神话传说的真实性难以考证，但至少反映了人类对远古历史所流传下来的朦胧记忆或对环境变化所持的信念。
人类对环境演变的认识更多地是来自于对周围自然环境的观察与总结。
古希腊时期的Xenophanes(BC614) 被认为是西方世界最早注意到陆地上存在海洋蚌壳并提出海陆变迁思想的人，亚里士多德(BC384,322)也认为海陆是按着一定规律周期性变化的。
在宗教统治的中世纪时期，西方世界中关于海陆变迁的思想因为与《圣经》中关于创世纪的记载相矛盾而被为期150天的诺亚洪水论所取代。
直到文艺复兴时期，海陆变迁的思想才又被达?芬奇(1452,1519)根据意大利北部岩石中所见到的螺蚌重新提出，并引发出延续数百年的海陆变迁说和洪水说的辩论。
张兰生全球变化.
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。
地理学之父-竺可桢
我国著名的科学家和 爱国教育家，当代 闻名的科学家、地 理学家和气象学家， 中国近代地理学和 气象学的奠基人。
科学考察
黄土之父-刘东生
刘东生（1917-2008），我国 著名地质学家，中国科学院院士。 20世纪80年代，刘东生基于中国黄 土重建了250万年以来的气候变化 历史，使黄土与深海沉积、极地冰 芯并列成为全球环境变化研究的三 大支柱，为全球气候变化研究做出 了重要贡献，为国际科学界所信 服 。
全球变化是对人类生存和发展的挑战。对于 人类社会而言，全球变化意味着人类生存条件的 变化，势必对人类产生有利或不利的影响。
二、全球变化研究的主要内容
4、全球变化信息的获取、处理和分析
技术
全球环境演变、与环境演变相联系的过程和 驱动力、全球变化对人类的影响与人类的响应构 成了全球变化研究的主要内容。需要并产生大量 的、多种类型的数据和信息，这些数据包括反映 过去全球变化的各种信息、监测正在进行的全球 变化过程所获得的信息，以及由各种分析、模拟 所产生的信息等。其数据涵盖地球系统的各个方 面，全球各种尺度数据的获取、接收、分析处理、 汇编存档和使用，决定着全球变化研究的成败。
全球变化 Global Change
第2章第1节全球变化的主要过程剖析
3、固体地球系统与岩石圈循环过程
固体地球系统的主体是形成地球固体表面的岩石圈，同时 也包括与其上表面相联系的地球的各外圈以及与其下表面相接 触的上地幔。
受到地球内力和太阳外力的驱动，其过程包括了由地球内 力驱动的板块运动和由太阳能直接或间接驱动的风化、侵蚀、 搬运、堆积等一系列过程。
内容包括
板块运动过程 陆上风化与侵蚀堆积过程 海洋沉积过程
风化侵蚀过程的影响和结果：
风化与侵蚀过程及其所形成的多种多样的地貌形态对其它自 然过程产生直接或间接的影响，地貌形态的改变必然引起地 表其它自然过程的变化。
经风化和侵蚀堆积作用而形成的陆地表面为在其上发生的气 候过程、水文过程和生物过程提供了多样化的空间。正是在 经风化和侵蚀堆积作用下形成的陆地表面上，发育了土壤、 生长植被、调节水的储存和运动、进行与大气的水热交换。
随进入到海洋的粉尘物质为海洋生物提供了营养物质，也影响 了海洋的生物地球化学循环。据估算，每年由于风的直接作用， 从陆上带到海洋中的物质有16亿吨，超过进入深海的河流悬浮 物的数量。 进入到大气中的尘埃物质在大气层中停留，增大地球的反射率， 减少入射辐射、增加散射辐射，但总体上使地球接收的能量减 少。
沃克环流
赤道地区大洋的东侧是海水上升作用最为强烈的 地区。东赤道太平洋冷水域的上空大气强烈下沉，西 赤道太平洋印度尼西亚海洋大陆上空大气对流强烈， 大气以上升为主，形成的一个闭合的东西向环流圈， 称为沃克环流。
沃克环流是赤道地区海气作用的产物。
大气和海洋以十分复杂的非线性方式紧密联结在一起， 形成一个十分敏感的耦合系统，共同承担着地球上能量 的传递作用，是热量从赤道向极地传输的重要方式。
地球的温度就是由这些所谓的“温室气体”所产生的温室效 应来维持的，温室气体的增减会增强或减弱地球的温室效应， 导致地球表面温度发生相应的变化。
《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》。
精选PPT
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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，
精选PPT
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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
精选PPT
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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。
精选PPT
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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
全球变化课件 第1讲教材
❖ 可是过去一个世气温上升远超6度!!!
❖ 早先到底是什么东西掩盖了自由对流层温度的上升。不管 是什么原因，这一因素并没有持续很久。
❖ 在三十年代中期，在自由对流层里的气球实验开始发现， 其中的水汽含量增加了，研究者们预言过的可怕的反馈机 制已经开始启动。此外，几年之后，研究者们就发现高空 云量增加。
❖
4) 欧洲北部进入小冰期
❖ 因为全球变暖了，欧洲北部的人们正享受着比他 们的爷爷辈经历过的更好的气候，但好梦不长， 因为可能会发生完全相反的转变。在格陵兰附近 有一个区域，海水变得如此致密以至于开始下沉， 因而把热带温暖的海面水拖过来。这就是为什么 欧洲北部地区会比同纬度的其它地区要暖和，例 如加拿大或西伯利亚。
❖ 热带飓风也在变得越发的频繁，越发的有破坏性。 地球整体温度越高，飓风就越密集。
3) 厄尔尼诺频发、危害巨大
❖ 厄尔尼诺是给澳大利亚和远东带来干旱、又给美洲西 海岸带来洪水的反常太平洋洋流。
❖ 全球变暖后，厄尔尼诺不再像以前7年发作一次，发 作更频繁，危害更严重。
❖ 亚马逊雨林会发生大火。因为气候已经太热了，树开 始掉叶子，使得阳光直接照射地面，把掉落的树叶晒 干，使整个地方变成一个打火匣,结果就都烧起来了
❖ 海平面在过去一百年里升高了将近１米，这是全球 变暖的直接后果，当然，海冰融化是不会使海平面 有什么变化的，但许多冰山消失了，它们确实使海 平面上升，海水的热膨胀本身也是一个因素。
2) 洪水和飓风肆虐
❖ 海平面升高已经使间歇性大洪水越发严重。产生 于更高海平面上的风暴，更容易到达内陆。随着 气候变暖，我们必将看到更多洪水灾难。
7）中国IPCC的报告
IPCC报告称海平面上升 将使中国三角洲更脆弱
谁能想到，臭氧空洞的罪魁祸首是在工业和生 活中使用频繁的制冷剂氯氟烃。近半个世纪以来， 人们越来越广泛地使用性质比较稳定、不易燃烧、 易于贮存、价格又比较便宜的氯氟烃类物质来做 致冷剂、喷雾剂、发泡剂及清洗剂。这些物质可 以在大气中长期存在并破坏臭氧层，从而危害人 类的身体健康和影响生物生长。
全球变化第一章地球系统与全球变化
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几秒至几小时在数秒到一天之内如气候要素的变化物质能量传递等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
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。
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。
全球变化第一章地球系统与全球变化
在数天到一年之内，如季节的更替，气温、降水和地表径流 的季节波动，植物群落季相和农事季节的更替，候鸟的迁徙 几秒至几小时 在数秒到一天之内如气候要素的变化，物质、能量传递等
二、全球变化研究的主要内容 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
一、全球变化的科学内涵 全球变化为全球环境（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） 中的、能改变地球承载生命的能力的变化。 全球变化研究是以地球系统科学作为指南， 从行星地球整体角度出发，将地球的大气圈、水 圈(含冰雪圈)、岩石圈和生物圈看成是有机联系的 全球系统，把太阳和地心作为两个主要的自然驱 动器、人类活动作为第三促动因素，发生在该系 统中的全球变化是在上述力的驱动下，通过物理、 化学和生物学过程相互作用的结果。
二、全球变化的国际研究计划
全球变化研究包括由国际科学联合会、世界气象组织、国 际社会科学联合会、国际高级研究机构联合会、联合国教 科文组织、环境问题科学委员会、政府间海洋委员会、联 合国环境规划署等组织联合协同下开展的一系列核心计划 和相关计划，其中包括：
（一）国际地圈生物圈核心计划
（1）国际全球大气化学计划；（2）全球海洋通量联合研究；（3）过去的全球变化；
这些研究计划各有侧重，但围绕一个共同的目标，就 是逐步增加人类对地球的气候和环境演变规律（包括 自然和人为）的认识，从而对未来环境发展趋势提出 科学预测，为全球环境问题上的宏观决策提供科学依 据，也为各国政府在资源开发和利用、环境保护和整 理等方面的政策制定提出咨询性建议。
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
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℃。
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的整体。
• 不同的地球系统过程具有不同的时间和空间尺度，通常用
10 n表示。
尺度
四、地球系统的驱动力
地球系统的驱动力
太阳和其他外力 （人类活动）
放射性和内部深处的原生热
在以上两个驱动力的相互作用下，地球表层产生了复 杂的循环过程。人类在其发展进化的进程中，为了自 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 球系统状态、引起全球变化的一个重要因素。
• 世界气候研究计划
（ Global Climate Research Program）
1，1979年启动 2，全球变化形成的基础与组成部分 3，气候是一个系统 4，四大圈层相互作用的结果
• 国际地圈-生物圈计划
International Geosphere-Biosphere Program
（二）研究近况 1980年以来，我国积极参与了国际全球变化研
究计划的酝酿、组织和实施全过程，并正对我国 特点实施了与国际全球变化研究相对应的全球变 化。 我国全球变化研究的重点：
一、具有全球意义的我国急需解决的区域性 生存环境问题。
二、全球变化对我国的气候、环境和经济发展 的影响。
谢谢
三、全球变化的研究意义
• 研究全球变化的主要理论和现实意义：
全球变化研究是人类社会实现可持续发展 的科学基础。 深化对地球系统的认识，促进地球科学发 展。 改变人类的观念、促进应用基础科学个有 关社会科学的发展。
第三节 全球变化研究的历史、 现状和趋势
• 一、早期：
1，竺可桢开创的基于考古和历史文献的气候变化研究 2，中科院对青藏高原组织的数次科学考察研究 3，刘东生等领导的中国第四纪黄土研究，以及古季风
研究 4，施雅风领带的中国东西部第四纪冰川研究及全新世
环境演变研究 5，汪品先等领导的中国海域第四纪环境演变研究
地理学之父—竺可桢
我国著名的科学家 和爱国教育家，当 代闻名的科学家、 地理学家和气象学 家，中国近代地理 学和气象学的奠基 人。
科学考察
黄土之父——刘东生
刘东生（1917 — 2008）， 我国著名地质学家，中国科学院院 士。20世纪80年代，刘东生基于中 国黄土重建了250万年以来的气候 变化历史，使黄土与深海沉积、极 地冰芯并列成为全球环境变化研究 的三大支柱，为全球气候变化研究 做出了重要贡献，为国际科学界所 信服 。
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
全球变化观点和全球尺度 所有时间过程 人类的作用
二、全球变化研究的主要内容 1，全球变化的过程和驱动力
2，全球环境变化在时间上和空间上的表现形式 3， 全球变化的影响和人类的响应 4， 全球变化信息的获取、处理和分析技术
系统一词，来源于古希腊语，是由部分构成整体的 意思。
系统的基本特征：整体性、关联性、时序性、 等级结构性、动态平衡性
。
二、地球系统的划分
大气圈
地圈 地
水圈
球
岩石圈
系
统 生物圈
物理气候系统 固体地球系统
人类生态系统从属于生物圈范围内，构建在各个子系统之 上，是水循环、生物地球化学循环和岩石圈循环过程的中 间环节的系统，是地球系统的一个重要组成部分。
国内：《吕氏春秋》《水经注》
• 二、科学的全球变化研究的起步与发展
70年代
人类社会、经济、政治变化
80年代
拓展至全球环境变化
90年代
地球系统变化
三、全球变化研究的兴起与相关过紧研究计划
• 目前正在进行的全球变化研究是一个庞大
的计划体系，主要由四个内容上密切联系 又相互独立的国际研究计划构成，即：
世界气候研究计划（WCRP） 国际地圈-生物圈计划（IGBP） 全球变化人文计划（IHDP） 生物多样性计划（DIVERSITAS）
上海科学会堂—深海科技主题报告会
著名冰川学家—施雅风
地理学家、冰川学家。 1958年起主持冰川考 察队，并筹建中国科 学院兰州冰川沙漠研 究所他长期从事冰川 学、地貌学以及第四 纪地质学的研究，是 中国现代冰川研究的 主要开创者，冻土和 泥石流研究的倡导人。
其中青藏高原、第四纪黄土以及考古与历史文献记 载研究是我国独具特色的研究领域
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。
• 地球系统中的物理过程、化学过程和生物过程是有机联系
全球变化 Global Change
Only one earth
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
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。
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。
四、我国的全球变化研究
我国的全球变化研究是随着近代地质学、近代自然地 理学、近代气候学等地球科学的出现而起步的，主要的 成就偏重在过去变化的研究。
• 不同的地球系统过程具有不同的时间和空间尺度，通常用
10 n表示。
尺度
四、地球系统的驱动力
地球系统的驱动力
太阳和其他外力 （人类活动）
放射性和内部深处的原生热
在以上两个驱动力的相互作用下，地球表层产生了复 杂的循环过程。人类在其发展进化的进程中，为了自 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 球系统状态、引起全球变化的一个重要因素。
• 世界气候研究计划
（ Global Climate Research Program）
1，1979年启动 2，全球变化形成的基础与组成部分 3，气候是一个系统 4，四大圈层相互作用的结果
• 国际地圈-生物圈计划
International Geosphere-Biosphere Program
（二）研究近况 1980年以来，我国积极参与了国际全球变化研
究计划的酝酿、组织和实施全过程，并正对我国 特点实施了与国际全球变化研究相对应的全球变 化。 我国全球变化研究的重点：
一、具有全球意义的我国急需解决的区域性 生存环境问题。
二、全球变化对我国的气候、环境和经济发展 的影响。
谢谢
三、全球变化的研究意义
• 研究全球变化的主要理论和现实意义：
全球变化研究是人类社会实现可持续发展 的科学基础。 深化对地球系统的认识，促进地球科学发 展。 改变人类的观念、促进应用基础科学个有 关社会科学的发展。
第三节 全球变化研究的历史、 现状和趋势
• 一、早期：
1，竺可桢开创的基于考古和历史文献的气候变化研究 2，中科院对青藏高原组织的数次科学考察研究 3，刘东生等领导的中国第四纪黄土研究，以及古季风
研究 4，施雅风领带的中国东西部第四纪冰川研究及全新世
环境演变研究 5，汪品先等领导的中国海域第四纪环境演变研究
地理学之父—竺可桢
我国著名的科学家 和爱国教育家，当 代闻名的科学家、 地理学家和气象学 家，中国近代地理 学和气象学的奠基 人。
科学考察
黄土之父——刘东生
刘东生（1917 — 2008）， 我国著名地质学家，中国科学院院 士。20世纪80年代，刘东生基于中 国黄土重建了250万年以来的气候 变化历史，使黄土与深海沉积、极 地冰芯并列成为全球环境变化研究 的三大支柱，为全球气候变化研究 做出了重要贡献，为国际科学界所 信服 。
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
全球变化观点和全球尺度 所有时间过程 人类的作用
二、全球变化研究的主要内容 1，全球变化的过程和驱动力
2，全球环境变化在时间上和空间上的表现形式 3， 全球变化的影响和人类的响应 4， 全球变化信息的获取、处理和分析技术
系统一词，来源于古希腊语，是由部分构成整体的 意思。
系统的基本特征：整体性、关联性、时序性、 等级结构性、动态平衡性
。
二、地球系统的划分
大气圈
地圈 地
水圈
球
岩石圈
系
统 生物圈
物理气候系统 固体地球系统
人类生态系统从属于生物圈范围内，构建在各个子系统之 上，是水循环、生物地球化学循环和岩石圈循环过程的中 间环节的系统，是地球系统的一个重要组成部分。
国内：《吕氏春秋》《水经注》
• 二、科学的全球变化研究的起步与发展
70年代
人类社会、经济、政治变化
80年代
拓展至全球环境变化
90年代
地球系统变化
三、全球变化研究的兴起与相关过紧研究计划
• 目前正在进行的全球变化研究是一个庞大
的计划体系，主要由四个内容上密切联系 又相互独立的国际研究计划构成，即：
世界气候研究计划（WCRP） 国际地圈-生物圈计划（IGBP） 全球变化人文计划（IHDP） 生物多样性计划（DIVERSITAS）
上海科学会堂—深海科技主题报告会
著名冰川学家—施雅风
地理学家、冰川学家。 1958年起主持冰川考 察队，并筹建中国科 学院兰州冰川沙漠研 究所他长期从事冰川 学、地貌学以及第四 纪地质学的研究，是 中国现代冰川研究的 主要开创者，冻土和 泥石流研究的倡导人。
其中青藏高原、第四纪黄土以及考古与历史文献记 载研究是我国独具特色的研究领域
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。
• 地球系统中的物理过程、化学过程和生物过程是有机联系
全球变化 Global Change
Only one earth
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
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。
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。
四、我国的全球变化研究
我国的全球变化研究是随着近代地质学、近代自然地 理学、近代气候学等地球科学的出现而起步的，主要的 成就偏重在过去变化的研究。