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1、第二章 全球变化的主要过程与驱动力 第二章 全球变化的主要过程与驱动力 Processes and driving forces of global change 主要内容： 第一节 全球变化的主要过程 第二节 全球变化的驱动力 第三节 全球变化的概念模式 第二章 全球变化的主要过程与驱动力 Processes and driving forces of global change 第一节 全球变化的主要 过程 一、气候系统与水文循环过程 二、固体地球系统与岩石圈循环过程 三、生态系统与生物地球化学循环过程 四、人类生态系统与人类活动过程 第二章 全球变化的主要过程与驱动力 Processes
2、 and driving forces of global change 一 、 气 候 系 统 与 水 文 循 环 过 程 第二章 全球变化的主要过程与驱动力 Processes and driving forces of global change 注意的几个方面 物理气候系统的组成及驱动力 气候形成和维持的物理过程：相关的因素 加热率、输送过程，海-气响应等物理因子 某些生物和化学过程的影响 气候变化：气候系统内部的过程 地球其他子系 统过程 第二章 全球变化的主要过程与驱动力 Processes and driving forces of global change 地球表面的能量收支
3、平衡与温室 效应 决定了气候系统的加热率。影响因素有三： 到达地球的太阳辐射能：太阳辐射强度、地 球轨道要素； 地球的行星反射率：云、冰雪、植被等； 进入地球系统中的太阳能在其中滞留的时间 ：某些微量气体，其与温室效应相联系 第二章 全球变化的主要过程与驱动力 Processes and driving forces of global change 大气和海洋环流 地面是大气热机的主要热源； 海洋吸收了到达地面80%的太阳辐射，并将其 转化为驱动物理气候系统的动力； 海气间的耦合作用：海洋释放潜热和感热推动 大气运动，从而影响气候，而大气通过风应力 将动量传送给海洋，影响海洋环流，由此气候
4、系统通过大气和海洋实现了物质和能量的传输 与转化。 第二章 全球变化的主要过程与驱动力 Processes and driving forces of global change 三圈环流的模式图：平均经圈环流 第二章 全球变化的主要过程与驱动力 Processes and driving forces of global change 一月份海平面等压线分布图 亚洲高压 阿留申低压 冰岛低压 第二章 全球变化的主要过程与驱动力 Processes and driving forces of global change 七月海平面等压线的分布图 亚洲低压 夏威夷高压 亚速尔高压 第二章 全球变
5、化的主要过程与驱动力 Processes and driving forces of global change 大气纬圈环流（沃克环流：Walker Circulation ）： 第二章 全球变化的主要过程与驱动力 Processes and driving forces of global change 季风环流（Monsoon circulation） 第二章 全球变化的主要过程与驱动力 Processes and driving forces of global change 全球洋流图 第二章 全球变化的主要过程与驱动力 Processes and driving forces of
6、 global change 温盐输送带理想化图示 第二章 全球变化的主要过程与驱动力 Processes and driving forces of global change 环流异常：厄尔尼诺与拉尼娜现象 厄尔尼诺（El Nino）现象 含义溯源：在赤道东太平洋的厄瓜多尔南部和 秘鲁北部沿岸，圣诞节前后经常发生的海水异 常升温现象。第一次直接记录为1795年。 科学概念：赤道东太平洋海面温度（SST）出 现大范围持续异常升高，具有约37年的周期 。 空间范围：010S，18090W。 拉尼娜（La Nina ） 指赤道太平洋东部和中部海表温度大范围持续 异常变冷（连续6个月低于常年0.5
7、以上）的 现象。 恩索（ENSO ）事件 厄尔尼诺现象及拉尼娜现象被统称为厄尔尼诺 -南方涛动(El Nio-Southern Oscillation, ENSO) 现象 第二章 全球变化的主要过程与驱动力 Processes and driving forces of global change 南方涛动指数（SOI）：塔希提岛与达尔文之间 的标准海平面气压差。 SOI为负表示东太平洋气压低于印度洋气压； SOI为正表示东太平洋气压高于印度洋气压。 第二章 全球变化的主要过程与驱动力 Processes and driving forces of global change 图示 第二章 全
8、球变化的主要过程与驱动力 Processes and driving forces of global change 与厄尔尼诺相关联的降水和温度分布型 第二章 全球变化的主要过程与驱动力 Processes and driving forces of global change 第二章 全球变化的主要过程与驱动力 Processes and driving forces of global change 水文循环与气候系统中的反馈过程 第二章 全球变化的主要过程与驱动力 Processes and driving forces of global change 气候与水文系统过程的有机联系
9、水循环过程：控制地球温度和云层的形成 、输送和消散，及其与太阳辐射的关系； 气候过程：控制着陆、海表面和大气的相 互关系，引起气候系统中一系列重要的反 馈过程。 水汽反馈：总体为正 云辐射反馈：可正可负 冰雪圈反馈：大气热量平衡中的冷却作用， 正反馈 海洋的反馈：对大气运动和气候系统有重大 影响 第二章 全球变化的主要过程与驱动力 Processes and driving forces of global change 二、固体地球系统与岩石圈循环 过程 系统的主体 系统的驱动力 主要过程 板块运动过程 陆上风化与侵蚀堆积过程 海洋沉积过程 影响 第二章 全球变化的主要过程与驱动力 Proc
10、esses and driving forces of global change 板块运动过程 板块构造理论：发展历程 板块运动的动力 板块运动的形式 第二章 全球变化的主要过程与驱动力 Processes and driving forces of global change 三种板块边界类型 汇聚型之海沟 -山脉 汇聚型之海沟 -岛弧 平移型之转换 板块边缘 离散型：大洋 中脊 离散型之大陆 裂谷带 第二章 全球变化的主要过程与驱动力 Processes and driving forces of global change 张烈运动发展过程： 初期：裂谷 中期：內海 末期：中洋脊 张烈
11、型边 界 汇聚型边界 第二章 全球变化的主要过程与驱动力 Processes and driving forces of global change 大陆与大陆间：喜马拉雅山脉 第二章 全球变化的主要过程与驱动力 Processes and driving forces of global change 离散型（大洋中脊） 第二章 全球变化的主要过程与驱动力 Processes and driving forces of global change 东非大裂谷（East African Great Rift Valley ） 平移型边界 第二章 全球变化的主要过程与驱动力 Processes
12、and driving forces of global change 陆上风化与侵蚀堆积过程 与板块运动共同塑造地球的地貌形态； 为气候、水文和生物过程提供多样化空 间； 主要营力：流水、风、生物等。 第二章 全球变化的主要过程与驱动力 Processes and driving forces of global change 第二章 全球变化的主要过程与驱动力 Processes and driving forces of global change 岩浆 沉积岩 变质岩 岩浆岩 地壳物质循环示意图 侵入型 喷出型 高温重熔高温重熔 高温重熔 外力作用 外力作用 冷却 凝固 变质作用 变质
13、作用 风化、侵蚀、搬运、堆积、固结成岩 第二章 全球变化的主要过程与驱动力 Processes and driving forces of global change 海洋沉积过程 板块运动决定大洋盆地格局，而侵蚀和沉 积作用改造海底地貌； 沉积场所 沉积类型：碎屑、化学沉积 沉积分带（气候和海底地形复杂）： 纬度分带：沉积的物质和沉积速度等因纬度而不同， 极地冰川带广泛出现冰川海洋沉积，亚热带褐粘土沉 积十分发育，赤道带生物沉积旺盛。 环陆分带：自陆向海，沉积速率和沉积厚度越低，沉 积物的颜色从偏灰绿逐渐变为红褐。 大洋沉积是岩石圈物质循环转换的重要环 节 碳酸盐补偿深度（Carbonate
14、 Compensation Depth：CCD）、缺氧层（Oxygen minimum） 第二章 全球变化的主要过程与驱动力 Processes and driving forces of global change 三、生态系统与生物地球化学循 环过程 生态系统的结构和功能 第二章 全球变化的主要过程与驱动力 Processes and driving forces of global change 功能之一：能量流动 生态系统的运转、生物之间及生物与环境 之间的物质和能量交换通过一系列的生理 过程实现； 生物量是该过程的最终表现。 第二章 全球变化的主要过程与驱动力 Processes a
15、nd driving forces of global change 生态系统多样性：海陆分异、地貌分异； 生态系统分类 生态系统与全球变化：(Global Change and Terrestrial Ecosystems：GCTE) （1）生态系统生理学：CO2增加的效应；生物地球 化学方面的变化；植被变化对水和能量通量的影响； 综合研究内容（全球变化条件下生态系统生理学的综合模 式；陆地生态系统中的碳储库与碳通量）。 （2）生态系统结构的变化：局地尺度动力学；局地 至区域尺度的模式；关于元素循环和气候反馈的区域尺 度至全球尺度植被变化模式。 （3）全球变化对农业和林业的影响：全球变化对主
16、要 农作物种类的影响；害虫、疾病和杂草的变化；全球 变化对土壤的影响；多种（复杂）农业系统的综合实验 和模拟计划。 （4）全球变化与生态复杂性：生物多样性和生态复杂 性对生态系统功能的影响；全球变化对生物多样性和复 杂性的综合影响；全球变化对孤立种群变化性的影响。 IGBP&IHDP:土地利用/覆盖变化（Land Use/Cover Change:LUCC） 第二章 全球变化的主要过程与驱动力 Processes and driving forces of global change 生物地球化学循环过程（生态系统 的功能之二：物质循环） 概念：指H、O、C、N、S、P等元素在固体地球、大气圈 、水圈和生物圈中的传输转换过程。 类型 水循环：是生态系统中
