全球变化复习资料Word文档下载推荐.docx
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①气候系统与水文循环过程；
②固体地球系统与岩石圈循环过程
③生态系统与生物地球化学循环过程；
④人类生态系统与人类活动过程
1、气候系统与水文循环过程
（1）地球外表的能量收支平衡与温室效应
影响因素：
①太阳辐射强度和地球轨道要素；
②地球的行星反射率〔α〕；
③太阳能在地球系统中滞留时间。
（2）大气和海洋环流
大气环流形式：
①平均经圈环流：
由于赤道-极地之间的能量梯度作用和地球自转影响所产生环流圈；
②沃克环流：
赤道地区大洋东、西两侧海水冷暖差异形成的大气玮圈环流；
③季风环流：
由于海、陆分布及其物理性质的不同所产生的热力差异而导致的环流。
海洋环流形式：
①表层风生流：
大气环流驱动大洋表层水体发生相应的运动；
②热盐环流：
由海水的密度〔取决于温度和盐度〕分布决定的海洋环流。
（3）水文循环与气候系统中的反应过程
对气候变化最重要的4个反应过程：
①水汽反应；
②云辐射反应；
③冰雪圈反应；
④海洋反应。
海洋对大气运动、气候系统的影响表达在：
①影响地球大气系统的热力平衡；
②影响水汽循环；
③调谐大气运动；
④降低气候系统的敏感性，调节温室效应。
2、固体地球系统与岩石圈循环过程
①板块运动过程板块与板块之间的相对运动有离散、会聚和平移3种形式；
②陆上风化与侵蚀堆积过程所有被风化侵蚀的物质最终被搬运到大洋沉积，完成地球固体物质在地球外表的迁移转化过程；
③海洋沉积过程
3、生态系统与生物地球化学循环过程
①生态系统的构造和功能；
②生物地球化学循环过程〔除生命活动过程之外，大气化学过程、土壤地球化学过程和海洋化学过程是控制生物地球化学循环的3个关键环节。
〕
③全球碳循环
4、人类生态系统与人类活动过程
①人类生态系统的构成（人类生态系统存在着采集-狩猎系统、农业系统和工业城市系统3种类型）
②人类生态系统中的物质、能量流动
第二节全球变化的驱动力
1、驱动全球变化的地球外因素
①太阳活动；
②地球轨道参数变化；
③地外物体的撞击作用
2、驱动全球变化的地球内力因素
①海陆分布变化；
②高海拔的山地或高原的隆起；
③火山活动〔阳伞效应：
强火山爆发能在平流层下部形成一个持久的含有硫酸盐粒子的气溶胶层，它们存留在平流层中增加了大气的反照率，因而减少了到达地面的直接太阳辐射，进而导致温度下降。
〕
3、全球变化中的人文因素
人类活动造成的土地覆盖的变化、系统成分的变化、自然过程的变化追踪会导致自然系统的功能失调和变化，并通过累积性变化或系统性变化两种方式导致全球变化
4、地球系统内部的反应作用与全球变化
厄尔尼诺〔ElNino〕：
赤道东太平洋地区海洋外表温度〔SST〕的持续异常增暖；
拉尼娜〔LaNina〕：
当赤道东太平洋外表海温出现较强负距平时，发生反厄尔尼诺现象；
南方涛动〔SouthernOscillation〕：
印度洋地区和南太平洋地区气压的反向变化，是一种大尺度的大气环流异常。
第三节全球变化的概念模式
1、几十~几百年尺度变化的概念模式
人类活动对全球变化的影响最为明显。
在这个模式中，地球系统的过程主要取决于两个主要的相互作用的系统：
物理气候系统和生物地球化学循环系统〔包括生物过程〕。
2、几千~几十万年尺度变化的概念模式
全球变化主要由地球围绕太阳运动轨道变化而引起的。
涉及到地球表层的所有子系统及绝大局部过程：
①物理气候系统；
②生态系统过程；
③生物地球化学循环；
④地貌发育。
3、几百年以上尺度变化的概念模式
不仅发生在地球说明，也发生在地球内部。
取决与3个过程：
①地核和地幔过程；
②板块构造过程；
③太阳驱动的过程。
第三章全球变化的影响及人类的响应
第一节全球变化对人类的影响
1、全球变化影响的主要途径：
①直接对人类安康产生影响；
②引发某些社会事件；
③通过资源和灾害的变化改变自然系统的承载力，影响环境系统的生产力。
2、全球变化影响的领域方面：
①人类的安康和工作能力；
②住房建筑和新住宅区；
③各类农业；
④水资源开发和管理；
⑤林业资源；
⑥渔业和海洋资源；
⑦能源的生产和消费；
⑧工商业活动；
⑨交通和运输；
⑩各种公共效劳。
3、全球变化影响的层次：
①土地承载力；
②生产系统；
③经济与生活；
④社会政治。
4、全球变化的敏感区和易受影响的地区
①气候边界地带与生态脆弱带，这些地区土地的可利用性及其生产能力的大小常随全球变化而发生显著变化〔非洲萨赫勒地带、我国北方农牧交织带〕；
②海洋与陆地的交界面，即海岸带，是各种过程结合作用的地区，是受海面升降控制的地区，也是全球变化及变化对人类的影响表现最为强烈的敏感地区之一〔珊瑚礁、红树林、海岸沼泽、湿地〕；
③全球变化的不利影响对社会最脆弱的地区打击最大
第二节人类对全球变化的适应
1、对待全球变化的不同态度
①成认全球变化的必然性，但全球变化会回到稳定位置，全球变化是一种挑战，如果应对得当，人类可以受益。
②世界极不稳定，全球变化会带来恶果，必须阻止
③全球变化不可知，不愿直面全球变化
④全球变化在一定范围内有益，超出限度那么有害
2、全球变化影响的评估〔不确定性很大〕
3、全球变化对策
①基于趋利避害原那么进展适应〔主动适应、被动适应和积极防御〕
②防止或减缓全球变化的发生
③不采取任何行动
④把全球变化控制在一定限度
第四章全球变化研究的主要途径
主要途径：
①重建；
②动态监测；
③模拟。
第一节过去全球变化的重建
1、根本假设
①均一性假设：
它包括两个根本假设：
①自然法那么在任何时间和空间上的不变性；
②如果所研究的结果能够用现代可观察的过程来解释，就不会有假设的未知过程。
②协同性假设：
①首先是指环境过程与其产物之间的协调统一；
②其次，同一环境状态下所形成的不同类型的产物之间存在协同关系，可以彼此参校、替代，共同指示其生成环境；
③再次，地区之间的协同性；
④最后，时间上的协调性。
③全息假设：
根据局部可反映整体的全息学根本观点，环境可以由其可识别的全息源来反映。
2、过去全球变化信息的类型
①观测记录：
指借助于各种观测技术手段所获得的环境信息。
特点：
记录标准，精度高，但时间尺度短。
举例：
气象、水文的监测记录，遥感数据。
②考古和历史文献记载：
指由人类物质文化活动而形成的物质和文字记录。
人类遗址、遗迹，有关物候、灾异、耕作制度的文字记录
③古环境感应体：
指在过去某一时期形成并一直保存至今的各种自然体，记录了当时的环境状况。
古沙丘、黄土与古土壤、冰芯、树木年轮
代用资料：
②考古和历史文献记载与③古环境感应体
时间尺度长，分布地区广泛，能提醒长时间尺度的全球变化历史，但记录不标准、连续性差，记录混杂，需要提取、鉴别才能使用。
3、环境属性信息提取
信息源
可提取信息
赋予圈层
主要类型
物理
化学
生物
人类文化
岩石圈：
沉积物与地貌形态
黄土与古土壤
粒度、磁化率、土壤类型、土壤微形态
同位素、化学〔常量和微量〕元素
蜗牛、植物硅酸体、孢粉、C3/C4植物比例、大化石、昆虫、有机质
文化层
深海沉积
风成碎屑物含量、粒度
同位素
微体生物化石
冰雪圈
冰芯
冰雪累积量、尘埃含量
同位素、化学元素、大气成分
有机气体、有机物、孢粉
生物圈
树木年轮
密度
同位素、化学元素
宽度〔径向生长量〕
人类圈
文献记录
自然灾害、河湖水系、位置水况
动植物类型、分布、物候
土地利用方式、农事活动、收成、社会经济状况、文学艺术、风俗习惯、人口与聚落
4、空间和时间位置信息〔宙→代→纪→世〕
①14C年代测定；
②古地磁测年；
③地质年代表
5、重建过去全球变化的主要步骤
①对全球变化信息的识别与提取；
②对过去全球变化的证据进展标定与核对；
③过去全球变化的整体或局部地复原。
第二节全球变化的动态监测
1、观测系统
①全球气候观测系统〔GCOS〕；
②全球海洋观测系统〔GOOS〕；
③全球陆地观测系统〔GTOS〕。
2、观测内容
①地球系统外部能量；
②重要微量气体；
③大气变量；
④地表性质；
⑤海洋变量；
⑥地球物理变量
3、观测的技术手段
①空基观测：
卫星、航天飞机
②陆基和海基观测：
气象观测
第三节全球变化的模拟
按照模式适用空间的大小可把模式分为全球模式、区域模式、局地模式等不同空间尺度的模式。
模式的作用之一是可以帮助把小尺度的观测和试验结果推广到区域乃至全球尺度。
当建立在小尺度上的模式向更大的空间拓展时，需要进展尺度放大〔scalingup〕；
同样，当全球模式应用到区域尺度时需要进展尺度细化〔scalingdown〕。
1、气候模式、模拟
气候模式：
是由一组特定的热力学和动力学方程组成的具有一定边界条件和初始条件的“数学-物理模型〞，是用数学方法对某些特定时空尺度的气候系统演变的物理描述。
气候模拟：
利用气候模式对气候与气候变化的事实、规律及未来可能发生的变化进展研究。
2、生态模式与植被和生态动力学模拟
3、C循环模式
碳循环模式由大气碳传输模式〔ATM〕、海洋碳循环模式〔OCCM〕和陆地生物地球化学模式〔TBM〕组成，OCCM和TBM分别与ATM耦合。
4、气候变化评价模型
第五章全球自然环境的形成与演化
第一节主要圈层的演化
始于45亿年，地球和地外天体的碰撞的意义：
①月球的出现成为地球最大的潮汐引力场；
②地轴的倾斜导致了地球上的气候形成季节性变化。
1、地壳的演化
①原始地壳的形成与破坏阶段
②漫长的陆壳增生阶段
③以大陆合并与解体为特征的板块运动盘旋阶段
2、大气、海洋的演化
①原始大气〔H2、CO、CH4〕
②第二代大气〔复原性，CO2、H2O、N2、O2〕←成铁时期
③第三代大气〔氧化性，O2↑、CO2↓〕
3、生命的进化
①化学进化阶段〔40~38亿年前，化学过程〕
②细胞进化阶段〔38~7亿年前，细胞内部构造、生理过程进化〕←真核细胞起源
③多细胞复杂生命进化〔7亿年前以后，组织器官构造、功能适应进化〕
4、生物大灭绝事件
①寒武纪末
②泥盆纪末
③二叠纪—三叠纪之交←最大灭绝
④三叠纪末
⑤白垩纪末〔1/3生物灭绝，鳄鱼、蛇、鬼、蜥蜴残存〕
5、生态系统的演化及生物-环境的相互作用
①地球上生命的开展演化遵从“适者生存〞的自然法那么，受环境条件的制约，当某种生物对环境的变化不能适应时，就可能衰落乃至灭绝，被更能适应环境的新物种所替代；
②生命也以惊人的程度参与着地球表层环境的演变，极大影响这地球的演化进程和演化反向，甚至使地球的大气圈、水圈和地球岩石圈发生不可逆的改变
第二节全球自然环境的演化
分为5个演化开展阶段：
〔1〕无机自然地理环境〔45—38亿年前〕←生命出现以前
①地球物质分异作用；
②原始地壳形成与破坏；
③原始大气被复原性大气取代；
④地—月系统形成
〔2〕古海洋自然地理环境〔38—4亿年前〕←海洋生命繁盛
①无生命系统→有生命系统〔板块、O2、真核〕；
②生命可居住环境形成〔三叶虫、无脊椎动物〕；
③海洋生命繁盛〔钙壳生物〕
〔3〕古自然地理环境时期〔4—2.25亿年前〕←陆地生命开展
斑块碰撞、大陆升起
〔4〕过渡时期〔2.25—0.65亿年前〕←被子植物、昆虫繁盛
白垩纪末生物大灭绝
〔5〕现代自然地理环境时期〔0.65至今〕←现代化、多样化
显现于第三纪，形成与第四纪。
成因：
①板块运动；
②新生代衰落。
第六章新生代衰落与第四纪全球变化
第一节新生代衰落
新生代衰落：
新生代包括第三纪和第四纪，历时65Ma。
新生代期间，环境呈变冷、变干的趋势性变化，称为新生代衰落。
新生代衰落导致了第四纪冰期的出现。
1、降温与第四纪冰期的降临
始新世末期事件：
始新世末期前后有一次重要的急速变冷事件，对全球生物界造成重要影响。
Messinisn事件：
晚中新世地中海盆地中的蒸发作用导致水位进一步降低，盐分浓缩，最终形成巨厚的蒸发矿床。
2、旱化趋势
①非洲板块北移
②南北极大冰盖形成
③青藏高原隆起
3、自然地带分异的复杂化
第二节第四纪冰期-间冰期变化
寒冷的冰期和相对温暖的间冰期是第四纪的2种根本状态。
冰期-间冰期变化：
周期性的冷暖环境交替转换，幅度达10℃以上。
1、特征：
①转化过程的不对称
②环境要素变化的协同性
③状态转换过程的时滞现象
④快速转换事件
2、快速转换事件
①Heinrich事件：
地质学家HartmutHeinrich〔1988〕发现北大西洋末次冰期期间的沉积中普遍存在6次大的冰漂碎屑沉积事件，反映了6次较大的冰山崩塌融化过程。
②D-O颤抖：
冰期期间存在数次短期变暖事件。
③新仙女木事件：
11KaBP前后的强变冷事件，温度在数百年内土壤下降6℃，使气温回到了冰期环境，持续时间1000年左右。
根据八瓣仙女木花粉而命名。
第三节冰期-间冰期之间的转换机制
1、冰盖与海冰反应
2、大气温室气体的反应与气溶胶反应
3、大洋传送带的变化
4、火山活动的作用
第四节最后冰期最盛期的环境
1、全球性降温和冰盖扩展
2、西风带加强与中高纬度自然带退缩
3、全球海面下降与海洋过程变化
4、全球干旱化与环境重大改变
第五节人类的演化与环境
1、人类的出现与开展
前人（古猿，4MaBP）→能人（2.4MaBP）→直立人（2MaBP）→早期智人（0.2MaBP）→晚期智人（0.1MaBP）
前人〔古猿〕：
能直立行走，以野生植物和动物腐尸为食，和其它动物没有严格区别，竞争也不占优势。
能人：
能完全在地面上生活。
能制造非常简单的工具。
〔奥杜威文化：
最早的石器是在非洲发现的，可能是能人制造的，它们是用经简单打制的砾石制成的。
直立人：
能够制造石器工具、并利用工具获取食物，创造了利用工具从自然界捕获和采集食物的生存能力。
早期智人：
能够制造更为复杂的复合工具系统。
晚期智人：
解剖构造上的现代人。
2、采集-狩猎者对环境的影响
①气候变化论：
更新世末期的大型哺乳动物灭绝的原因是这些动物不能适应环境变化。
②更新世滥杀：
人类作为狩猎者，是造成了当时动物灭绝的罪魁祸首。
第七章全新世及近2000年的全球变化
第一节全新世的气候变化与环境的响应
新仙女木事件之后，气候迅速变暖，最后冰期完毕，进入全新世的间冰期。
1、气候变化
①早期增暖〔和现在相当〕
②中期的全新世暖期〔较现在高2~3℃〕
③晚期的变冷〔和现在相当〕
2、冰川与海洋状况变化
①冰盖消融
②海平面上升、降水增加
3、湖泊演变与河流调整〔湖泊数量增加、面积扩大；
河流流量上升，面积上升〕
4、植被迁移与演化〔扩展、回归〕
①从时间上看——一个地点的植被类型的演替
②从空间上看——植被分界限的迁移、植被空间的分布格局
第二节全新世人与环境的相互作用
1、海岸地区环境演变的影响与人类的适应
2、撒哈拉地区畜牧业文化的兴衰
3、农业革命及其对环境的影响
“新石器革命〞理论：
认为环境的恶化所造成的事物短缺导致了农业的产生。
农业进步不仅受到环境变化的影响，同时反过来也造成环境的改变。
4、文明古国兴衰和游牧文化兴起的环境背景
气候恶化→文明古国衰亡
游牧业文化是适应于干旱和地势起伏环境的一种生产方式。
第三节2000年来环境变化及其影响
1、中世纪温暖期和小冰期
在过去的1000多年里，温度波动达1~2℃左右，降水变化幅度为10~20%，其间出现了中世纪暖期和小冰期。
中世纪暖期：
在1000AD前后，欧洲的局部地区、北美和北大西洋等地区经历了一个较现代相对温暖的时期。
小冰期：
是指发生在过去几个世纪里的冰川重新前进、通常也是温度降低的时期，起于16世纪早期，终于19世纪中后期。
2、人类活动对环境的影响
人类活动：
①农业；
②畜牧业；
③狩猎；
④城市消费、工业生产需要
造成影响：
①森林破坏；
②区域/局地环境〔湿地、沼泽〕改变；
③土地退化、土壤侵蚀；
④动物数量下降；
⑤大气、水、土地污染
3、历史时期气候变化的影响与人类的适应
第八章近现代全球变化
第一节全球气候系统的变化
气溶胶〔aerosol〕：
由固体或液体小质点分散并悬浮在气体介质中形成的胶体分散体系，又称气体分散体系。
阳伞效应：
1、大气圈组成成分的变化
改变大气成分的途径：
①工农业生产、生活活动〔化石燃料、化肥、制冷剂〕；
②土地覆盖变化〔森林破坏〕；
③某些化学物质排放〔氟利昂〕。
大气成分变化的表现：
①使一些大气成分增加〔CO2、CH4、SO2、CO〕；
②使一些大气成分减少〔O3〕；
③改变一些大气成分〔酸化〕；
④向大气增添人工合成成分〔氟利昂〕。
2、温度和降水变化
〔1〕温度：
时间、空间上变化
时间：
①20世纪前40年、最近20年增温明显；
②冬春季增温多，夏季不明显；
③夜间增温快于白天。
空间：
①中高纬度陆地升温明显；
②南半球升温更明显；
③对流层中下层升温，对流层上部、平流层冷却。
3、气候变化的自然原因
①太阳辐射〔可能奉献了1/3~1/2〕
②火山喷发〔→尘埃、气溶胶↑→气压、气温，直接辐射↓〕
③厄尔尼诺—南方涛动〔使某些地区云雨增加或减少，从而造成洪灾或旱灾等〕
④海平面变化〔现代平均海面存在轻微上升的趋势，10~15cm/a〕
4、海平面变化
第二节生态系统的变化
1、森林生态系统的变化〔面积和木材蓄积量下降〕
〔1〕原因：
①农牧业垦殖；
②木材需求；
③薪炭用材
〔2〕后果：
区域性影响：
①坡地侵蚀加剧；
②洪水灾害多发；
③地表气温上升；
④降水增加；
⑤河流含沙量增加；
全球性影响：
①大量植物种灭绝；
②森林CO2汇功能减弱或消失；
③大气微尘粒增加，影响气温和水；
④流域上流侵蚀、中下游堆积作用增强，改变地球固体物质循环；
⑤通过蒸发、降水、径流过程影响水分循环
2、生物多样性的变化〔不断下降〕
①狩猎〔过去〕；
②环境污染；
③生物栖息地缩小、消灭；
④全球气候变化
①植物遗传基因库减少，影响农林业；
②经济、医药价值损失；
③影响到人类生活生产；
④美学上的缺憾
3、荒漠化〔面积扩展〕
原因：
①降水降少；
②气候变暖；
③风速增高，风蚀加强；
④大规模农牧业
第九章未来全球变化及其影响
第一节全球气候变化预测
1、温室气体浓度
上升。
取决于①人类排放量；
②海洋对C的吸收；
③陆地生物圈对C的吸收。
2、增温的预测
①高纬增温幅度比低纬高；
②中国增温幅度比其它同纬度国家低。
3、降水或土壤水分的预测
存在很大不确定性。
预测方法：
①气候模型；
②历时类比；
③动力分析。
第二节全球气候变化的可能影响
1、对陆地生态系统的可能影响
①乔木、草本植物响应速度不一致〔草快速适应，而树木慢导致森林面积下降〕
②土壤形成缓慢，会出现不稳定的奇特过渡景观
③植物种更新和迁移速率跟不上环境步伐，迁移受阻，灭绝速度加快。
2、对农业生产的影响
评估相当困难。
一般认为有利也有弊，对不同地区的影响差异很大。
3、对淡水资源的影响
①径流量在高纬地区和赤道地区一般增加，而中纬地区一般减少；
②季节流量分配不同。
春汛减弱，更多径流出现在冬半年；
③人口增加以及城市化加大水的需求。
第三节全球海平面变化及其可能影响
1、海平面变化的预测〔上升〕
CO2↑→地表气温↑→冰川消融、海水热膨胀→海平面↑
2、可能的影响〔陆地面积降少、入侵淡水〕
最易影响地区：
欧洲低地各国、孟加拉国、热带大洋岛国
第四节未来全球变化的复杂性与不确定性
1、已明确的问题
①自从工业革命以来，大气CO2和CH4含量一直在升高。
②古气候资料说明，在过去的25万年中，CO2和CH4含量的长期变化与温度呈高度正相关联系。
说明它们曾作为有效的强迫因子参与了冰期与间冰期全球气候变化。
③理论研究和模式模拟证实，大气CO2和CH4含量增加确能引起全球平均地面气温升高。
④根据古气候类比方法，在全球变暖的情况下，美国中部平原和加拿大草原将趋于枯燥，北非撒哈拉沙漠的南缘、印度次大陆和中国东部季风区降水量可能会增加。
⑤一般认为，近百年来全球海平面
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