温室气体与全球气候变化 优质课件
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• 影响人体健康
–加大人群的发病率和死亡率
• 影响农业生产和生态系统
–一些地区生长季节延长，另一些地区的自然生态系统可
能会无法适应气候增温的变化。
第一节 温室气体与全球气候变化
二. 影响气候变化的大气成分
第一节 温室气体与全球气候变化
1. CO2
CO2是最主要的温室气体。自工业革命以来，大气 中CO2的浓度一直在增加。
10
0
煤
74
64 57
油
液化气
天然气
0 生物质
三、应对措施与策略
• （2） 增加温室气体的吸收
– 植树造林 – 采用固碳技术
• CO2分离、回收，注入深海或地下 • 化学、物理、生物方法固定
– 适应气候变化
• 培养新农作物品种，调整产业结构等
第一节 温室气体与全球气候变化
2. 控制气候变化国际行动
2. CH4
大气中CH4的浓度有季节变化和若干年的周期性变 化。CH4的浓度间接地取决于太阳光的强度，以及O3、 NOx、CO2和碳氢化合物的浓度。
3. N2O
N2O的浓度每年以0.2%～0.3%的比例增加。N2O主 要产生于土壤中硝酸盐的脱氮和氨盐的硝化。氮肥施 用量的的增加将增加大气中N2O的浓度。
• 1992年，联合国环境与发展大会《气候变化
框架公约》
– 20世纪90年代末，发达国家温室气体年排放量
控制在1990年水平
• 1997年，《京都议定书》
– 明确各发达国家削减温室气体排放的比例
第一节 温室气体与全球气候变化
2. 控制气候变化国际行动
《京都议定书》规定的温室气体排放限值
国家
2008－2012 年的排放限值 a
4. 氟利昂类
氟利昂类是温室效应极强的温室气体。虽然其浓 度显著低于其它温室气体，但对温室效应的贡献率达 到了12%～20%。
第一节 温室气体与全球气候变化
5. 气溶胶
气溶胶的冷却效应与温室效应在同一量级上。总的 来看，气溶胶的存在，使地球表面变冷。
三、应对措施与策略
1. 控制气候Βιβλιοθήκη Baidu化的途径
• （1）控制温室气体的排放
• 海平面上升
由温暖化引起的海洋热膨胀和极地冰川融化，会使 海平面高度上升。
–过去100年 10～20cm –1990～2100 预计8～9cm
第一节 温室气体与全球气候变化
3.气候变化对自然界和人类的影响
• 降水格局变化
–中高纬降雨量增大 –北半球亚热带降雨量增大，南半球减少
• 气候灾害
–过多降水、大范围干旱、持续高温
– 海平面
• 20世纪上升了10～20cm 第一节 温室气体与全球气候变化
一. 全球气候变化问题
近代南北半球及全球平均温度的变化
1.温室效应（Greenhouse Effect）机理
地球的温度是由地球吸收的太阳短波辐射的速 率和地球反射入太空的长波辐射的速率决定的。
太阳辐射是最大波长为400～800nm的可见光。 大气中的水蒸气、二氧化碳以及其它微量气体如甲 烷、臭氧、氟利昂等，可以使太阳的短波发射几乎 没有衰减地通过，但它们可以吸收长波辐射，其作 用有类似温室的效应，被称为“温室气体”。
大气污染和全球气候
第一节 温室气体和全球气候变化 第一节 臭氧层破坏问题 第一节 致酸前体物与酸雨
第一节 温室气体与全球气候变化
一、全球气候变化问题
– 大气中CO2含量
• 1750年以前
280ppm
• 目前
360ppm
• 预计21世纪中叶 540～970ppm
– 气温
• 20世纪增加了0.60.2oC
– 改变能源结构 – 提高能源转换效率 – 提高能源使用效率 – 减少森林植被的破坏 – 控制水田和垃圾填埋场的甲烷排放
第一节 温室气体与全球气候变化
CO2排放量/kg/GJ
三、应对措施与策略
不同燃料产生单位热量CO2排放量
不同燃料燃烧单位GJ的CO2排放量
100
95
90
80
70
60
50
40
30
20
第一节 温室气体与全球气候变化
2. 人类活动的影响
以单位GDP（$）的总能量消耗表示的各国的能源强度。所有数据均 为1998年的，GDP以1990的US$表示。（资料来源：USDOE, 2000）
第一节 温室气体与全球气候变化
3.气候变化对自然界和人类的影响
• 雪盖和冰川面积减少
–雪盖 20世纪60年代以来 减少10％ –冰川 20世纪50年代以来 减少10～15％
第一节 温室气体与全球气候变化
1.温室效应（Greenhouse Effect）机理
温室气体吸收长波辐射并再反射回地面，从而 减少向外层空间的能量净排放，使大气层和地面温 度升高，这就是“温室效应”。
目前已经发现近30种温室气体，其中二氧化碳 起重要作用，其贡献率约为50%～60%。甲烷、氟 利昂和氧化亚氮也起着相当的作用。
保加利亚，捷克，爱沙尼亚，欧盟（15 个国
家），拉脱维亚，列支敦士登，摩纳哥，罗马
削减 8％
尼亚，斯洛伐克，斯洛文尼亚，瑞士
美国
削减 7％
加拿大，匈牙利，日本，波兰
削减 6%
克罗地亚
削减 5％
新西兰，俄罗斯，乌克兰
不变
挪威
增加 1％
澳大利亚
增加 8%
冰岛
增加 10％
a 相对于 CO2、CH4 和 N2O 的 1990 年的排放量，和相对于 PFCs、HFCs 和 SF6 的 1995 年
第一节 温室气体与全球气候变化
1.温室效应（Greenhouse Effect）机理
2. 人类活动的影响
自然界本身会产生各种温室气体，但自然界同时 也在吸收和分解它们。在地球的长期演变过程中，大 气中温室气体的变化是很缓慢的，处于基本平衡的循 环状态。
工业革命后，大量森林植被被迅速砍伐，化石燃 料的使用量也以惊人的速度在增长，从而导致人为的 温室气体排放量的不断增加。
第一节 温室气体与全球气候变化
2. 人类活动的影响
大气中CO2、CH4、N2O和CFSCs的浓度变化趋势 （资料来源：IPCC，1990）
2. 人类活动的影响
大气中CO2、CH4、N2O和CFSCs的浓度变化趋势 （资料来源：IPCC，1990）
2. 人类活动的影响
2. 人类活动的影响
1997年10个CO2排放量最大的国家的总年排放量（a）和各国人均年排 放量（b）（资料来源：Marland et al., 1999）
的排放量。
第二节 臭氧层破坏问题
• 一、臭氧层主要特征和臭氧层破坏现象
– 离地面20～30km的平流层中 – 占当地空气含量的1/105 – 全球臭氧层的平均厚度约为300DU（Dobson unit
–加大人群的发病率和死亡率
• 影响农业生产和生态系统
–一些地区生长季节延长，另一些地区的自然生态系统可
能会无法适应气候增温的变化。
第一节 温室气体与全球气候变化
二. 影响气候变化的大气成分
第一节 温室气体与全球气候变化
1. CO2
CO2是最主要的温室气体。自工业革命以来，大气 中CO2的浓度一直在增加。
10
0
煤
74
64 57
油
液化气
天然气
0 生物质
三、应对措施与策略
• （2） 增加温室气体的吸收
– 植树造林 – 采用固碳技术
• CO2分离、回收，注入深海或地下 • 化学、物理、生物方法固定
– 适应气候变化
• 培养新农作物品种，调整产业结构等
第一节 温室气体与全球气候变化
2. 控制气候变化国际行动
2. CH4
大气中CH4的浓度有季节变化和若干年的周期性变 化。CH4的浓度间接地取决于太阳光的强度，以及O3、 NOx、CO2和碳氢化合物的浓度。
3. N2O
N2O的浓度每年以0.2%～0.3%的比例增加。N2O主 要产生于土壤中硝酸盐的脱氮和氨盐的硝化。氮肥施 用量的的增加将增加大气中N2O的浓度。
• 1992年，联合国环境与发展大会《气候变化
框架公约》
– 20世纪90年代末，发达国家温室气体年排放量
控制在1990年水平
• 1997年，《京都议定书》
– 明确各发达国家削减温室气体排放的比例
第一节 温室气体与全球气候变化
2. 控制气候变化国际行动
《京都议定书》规定的温室气体排放限值
国家
2008－2012 年的排放限值 a
4. 氟利昂类
氟利昂类是温室效应极强的温室气体。虽然其浓 度显著低于其它温室气体，但对温室效应的贡献率达 到了12%～20%。
第一节 温室气体与全球气候变化
5. 气溶胶
气溶胶的冷却效应与温室效应在同一量级上。总的 来看，气溶胶的存在，使地球表面变冷。
三、应对措施与策略
1. 控制气候Βιβλιοθήκη Baidu化的途径
• （1）控制温室气体的排放
• 海平面上升
由温暖化引起的海洋热膨胀和极地冰川融化，会使 海平面高度上升。
–过去100年 10～20cm –1990～2100 预计8～9cm
第一节 温室气体与全球气候变化
3.气候变化对自然界和人类的影响
• 降水格局变化
–中高纬降雨量增大 –北半球亚热带降雨量增大，南半球减少
• 气候灾害
–过多降水、大范围干旱、持续高温
– 海平面
• 20世纪上升了10～20cm 第一节 温室气体与全球气候变化
一. 全球气候变化问题
近代南北半球及全球平均温度的变化
1.温室效应（Greenhouse Effect）机理
地球的温度是由地球吸收的太阳短波辐射的速 率和地球反射入太空的长波辐射的速率决定的。
太阳辐射是最大波长为400～800nm的可见光。 大气中的水蒸气、二氧化碳以及其它微量气体如甲 烷、臭氧、氟利昂等，可以使太阳的短波发射几乎 没有衰减地通过，但它们可以吸收长波辐射，其作 用有类似温室的效应，被称为“温室气体”。
大气污染和全球气候
第一节 温室气体和全球气候变化 第一节 臭氧层破坏问题 第一节 致酸前体物与酸雨
第一节 温室气体与全球气候变化
一、全球气候变化问题
– 大气中CO2含量
• 1750年以前
280ppm
• 目前
360ppm
• 预计21世纪中叶 540～970ppm
– 气温
• 20世纪增加了0.60.2oC
– 改变能源结构 – 提高能源转换效率 – 提高能源使用效率 – 减少森林植被的破坏 – 控制水田和垃圾填埋场的甲烷排放
第一节 温室气体与全球气候变化
CO2排放量/kg/GJ
三、应对措施与策略
不同燃料产生单位热量CO2排放量
不同燃料燃烧单位GJ的CO2排放量
100
95
90
80
70
60
50
40
30
20
第一节 温室气体与全球气候变化
2. 人类活动的影响
以单位GDP（$）的总能量消耗表示的各国的能源强度。所有数据均 为1998年的，GDP以1990的US$表示。（资料来源：USDOE, 2000）
第一节 温室气体与全球气候变化
3.气候变化对自然界和人类的影响
• 雪盖和冰川面积减少
–雪盖 20世纪60年代以来 减少10％ –冰川 20世纪50年代以来 减少10～15％
第一节 温室气体与全球气候变化
1.温室效应（Greenhouse Effect）机理
温室气体吸收长波辐射并再反射回地面，从而 减少向外层空间的能量净排放，使大气层和地面温 度升高，这就是“温室效应”。
目前已经发现近30种温室气体，其中二氧化碳 起重要作用，其贡献率约为50%～60%。甲烷、氟 利昂和氧化亚氮也起着相当的作用。
保加利亚，捷克，爱沙尼亚，欧盟（15 个国
家），拉脱维亚，列支敦士登，摩纳哥，罗马
削减 8％
尼亚，斯洛伐克，斯洛文尼亚，瑞士
美国
削减 7％
加拿大，匈牙利，日本，波兰
削减 6%
克罗地亚
削减 5％
新西兰，俄罗斯，乌克兰
不变
挪威
增加 1％
澳大利亚
增加 8%
冰岛
增加 10％
a 相对于 CO2、CH4 和 N2O 的 1990 年的排放量，和相对于 PFCs、HFCs 和 SF6 的 1995 年
第一节 温室气体与全球气候变化
1.温室效应（Greenhouse Effect）机理
2. 人类活动的影响
自然界本身会产生各种温室气体，但自然界同时 也在吸收和分解它们。在地球的长期演变过程中，大 气中温室气体的变化是很缓慢的，处于基本平衡的循 环状态。
工业革命后，大量森林植被被迅速砍伐，化石燃 料的使用量也以惊人的速度在增长，从而导致人为的 温室气体排放量的不断增加。
第一节 温室气体与全球气候变化
2. 人类活动的影响
大气中CO2、CH4、N2O和CFSCs的浓度变化趋势 （资料来源：IPCC，1990）
2. 人类活动的影响
大气中CO2、CH4、N2O和CFSCs的浓度变化趋势 （资料来源：IPCC，1990）
2. 人类活动的影响
2. 人类活动的影响
1997年10个CO2排放量最大的国家的总年排放量（a）和各国人均年排 放量（b）（资料来源：Marland et al., 1999）
的排放量。
第二节 臭氧层破坏问题
• 一、臭氧层主要特征和臭氧层破坏现象
– 离地面20～30km的平流层中 – 占当地空气含量的1/105 – 全球臭氧层的平均厚度约为300DU（Dobson unit