《环境科学进展.ppt.Convertor》由会员分享，可在线阅读，更多相关《环境科学进展.ppt.Convertor（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、.专业整理.环境科学进展一、全球变化(The global change)（一）起源和发展1、20世纪70年代初人类学家首先使用“全球变化” 描述人类社会、经济和政治系统愈来愈不稳定 表达国家安全和生活质量逐渐降低等特定含义2、自然科学家在80年代借用并拓展了“全球变化”这一概念,用来指全球环境的变化3、到世纪之交,全球变化已形成一门高度综合的学科领域,称之为“地球系统科学”或“全球变化科学”一、全球变化(The global change)（二）全球变化和全球变化研究1、全球变化的定义指可能改变地球支撑生命能力的环境变化，包括气候变化、陆地生产力变化、海洋和其他水资源变化、大气化学变化以及生
2、态系统变化等2、全球变化研究指通过研究、监测、评价、预测和信息管理等行为，描述和理解控制整个地球系统相互影响的物理、化学和生物过程；发生在地球系统中的变化和受到人类行为影响的系统以及环境及其变化的特点等的活动。（三）全球变化的主要研究计划1、世界气候研究计划(WCRP)（1）目标： 深化对气候、气候变迁及气候变化机制的认识； 探索气候的可预报性及人类对气候的影响程度；（2）核心研究计划 热带海洋和全球大气计划（TOGA）； 世界大洋环流试验（WOCE）； 全球能量与水循环试验（GEWEX）； 平流层过程及其在气候中的作用（SPARC）； 气候变率及其可预报性（CLIVAR）。 2、国际地圈生物
3、圈计划（IGBP）（1）目标： 认识控制整个地球系统的物理化学生物过程； 描述和了解支持生命的独特环境； 描述和理解发生在该系统中的变化和人类活动对它们的影响方式；（2）核心研究计划 海岸带陆地海洋相互作用（LOICZ）； 土地利用与土地覆盖变化（LUCC）； 全球海洋生态系统动力学计划（GLOBEC）。 3、全球环境变化的人类因素计划(IHDP)（1）目标： 促进对左右人与整体地球系统相互作用的复杂动因的科学理解和认识； 不断努力探索和预测全球环境的社会变化； 制定对付全球环境变化、促进可持续发展目标实现的政策方案 确定大范围的社会战略及防止或减轻全球变化的不利影响，或适应无法避免的变化（2
4、）核心研究计划 土地利用与土地覆盖变化，工业化转移、能源生产与消费，人口学与资源利用的社会因素； 全球环境变化的态度、观点、行为和认同； 社会、经济和政治构架及体制在地区、国家和国际层次上的影响； 人类健康与全球环境变化，环境保障与可持续发展，贸易与全球环境变化，工业增长； 人类健康与全球环境变化。4、生物多样性计划（DIVERSITAS）（1）目标： 加强对生物多样性的起源、组成、功能、持续与保护等基础性研究； 增进对生物多样性的认识、保护和可持续利用；（2）核心研究计划 生物多样性的起源、维持和丧失； 生物多样性的生态系统功能； 土壤和沉积物的生物多样性； 海洋生物多样性（四）“七五”以来
5、我国的全球变化研究1、“七五”期间(1986-1990年)全球变化研究（1）概况 以中国科学院全球变化预研究和我国第一批国家自然科学基金重大项目为代表 为我国全球变化研究奠定良好开端（2）主要研究项目和成果1）中国气候与海面变化及其趋势和影响初步研究 通过搜集、整理和比较分析文献中气候史料,发展了一套数学方法,辨认出若干次气候突变； 应用冰岩芯资料建立了分辨率达到百年的一万年气候波动曲线； 应用地层剖面分析建立多处气候与海平面较详细的波动曲线； 综合研究了大暖期气候特征与波动,建成了10 级的分辨率以至250 年内季降水记录； 推算了近百年比较正确的海平面上升值； 推算了至2050 年长江三角
6、洲不同地区的海面上升量及其对海岸侵蚀、湿地淹没、海堤建筑、洼地排水和盐水入侵影响评估； 初步估计了西北、华北到2030 年的升温值和降水增加趋势及其对各种水资源的影响；2）我国长江黄河两流域旱涝规律成因与预测研究 从近500 年、近100 年和近40 年长江黄河两流域旱涝变化分析了两流域旱涝发生的10 年以上时间尺度、年际和季节内时间尺度变化特征和规律； 揭示了长江黄河两流域旱涝灾害的发生的原因； 利用多种预报方法连续对1988至1992年我国夏季汛期旱涝分布作了季度与超季度预报； 特别是较成功地预报1991年夏江淮流域和长江中下游的特大洪涝，取得了重大社会效益与经济效益；3）黑河地区地气相互
7、作用的观测实验研究 以水分和热量交换为中心地气相互作用综合观测试验； 被列入世界气候研究计划,为国际上第一个在干旱地区进行的大型陆面过程实验研究计划； 研究近地面层湍流通量和边界层结构、辐射收支和辐射物理特征、地面蒸发和水分收支、边界层数值模拟等方面；2、“八五”期间我国全球变化研究（1）概况1）原国家科委(现为国家科技部) 在科技攻关项目和国家攀登计划中均启动了有关全球变化项目 全球气候变化预测、影响和对策研究（攻关项目） 南极晚更新世以来气候与环境演变及现代环境背景研究（攻关项目）； 气候动力学和气候预测理论研究（攀登项目）； 我国未来2050年生存环境变化趋势的预测研究(同上) 青藏高原
8、形成演化、环境变化趋势的预测研究（同上） 青藏高原野外试验青藏高原物理过程对全球气候和灾害性天气的影响（同上）2）国家自然科学基金委员会将全球变化列为专门领域,在重大、重点和面上项目3 个层次上给予资助 陆地生态系统与全球变化研究； 典型化学污染物在环境中的变化及生态效应研究 大气臭氧变化及其对气候环境的影响研究 地表遥感信息传输及其日地系统能量传输过程等3）中国科学院关于全球变化研究“八五”重大项目 灾害性气象对农业和水资源的影响； 生物多样性的保护与持续利用； 南极生物资源环境系统与全球变化,海气相互作用等4）其他部委如气象局、海洋局、原地矿部、林业部、农业部和环保局等也开展了全球变化相关
9、研究5）连同“七五”项目,10 年内,中国全球变化研究已实施约350项，投入约1. 3 亿元。（2）主要成果1）加强了全球气候变化的研究 建立了我国自行设计的气候系统动力模式(包含大气、大洋和陆面过程相耦合的气候系统模式)； 开展了气候动力学基础理论和诊断分析,为模式发展和数值模拟提供了理论基础； 开展了大规模气候模拟和气候预测试验,揭示了全球和东亚若干重大气候异常类型的形成和演变机理； 开展了温室气体和气候预测、影响和对策评价,编制了我国温室气体排放清单；2）发展了由我国科学家首先提出的全球变化中气候和生态过渡带的概念及其在全球变化中的敏感性和可能出现早期信号的重要科学思想 建立了我国北方从
10、森林、草原到半荒漠的气候和生态梯度带监测和分析系统，研究了其多要素结构及历史演变 1993年7月，被IGBP作为首批选定的中纬度4个样带之一 该样带的提出对于加深生态系统对于全球变化的理解以及不同时空尺度模型的耦合与参数转换起到了推动作用3）研究季风区多种尺度气候与生态系统的关系 揭示了季风区是全球变化速率最大的地区, 强烈的气候变化是作用于生态系统的重要驱动力； 提出了季风驱动的生态系统的新概念； 该首创性的科学思想和相关项目建议被IGBP认可,并被列为东亚地区全球变化研究的第一优选领域。4）中国地区大气臭氧柱总量及对流层臭氧总量研究 利用卫星遥感资料揭示了1979年以来中国地区大气臭氧 柱
11、总量以及对流层臭氧总量变化特征和规律； 发现了青藏高原夏季上空存在着大气臭氧低值中心； 为研究全球大气臭氧损耗提供了又一新事实5）黄土与古季风研究 揭示了黄土高原中的黄土实际是冬季风带来的粉尘沉积物，古土壤则是夏季风的产物； 根据我国沙漠、湖泊、植被等历史资料,以及古海洋等古季风气候记录，明确了第四纪东亚气候的变迁历史； 建立了最近250 万年、13 万年和2万年黄土高原乃至中国中东部气候变迁序列，初步建立近13万年东亚季风演变及有关环境过程的模式；6）青藏高原气候与环境变化过程研究 在若尔盖盆地成功地钻取了120.4 m 的连续湖泊沉积岩芯，建立了青藏高原第一个达到82.6万年的连续的气候与
12、环境变化序列； 在西昆仑山古里雅冰帽成功地钻取了308m和90m的冰芯,建立了近2000年的高精度高分辨率气候与环境变化序列发现了8次暖期和7次冷期及其时序和幅度； 认为近几十年青藏高原升温早于和大于我国东部,降水 与温度变化呈正相关。冰芯是全球变化研究重要手段1、与历史记录、树木年轮、湖泊沉积、珊瑚沉积、黄土、 深海岩芯、孢粉、古土壤和沉积岩等可提取气候环境变化信息的介质相比，冰芯以其保真性好（低温环境）、分辨率高（可达到年）、记录序列长（可达几十万年）和信息量大；2、所有在大气中循环的物质都会随大气环流而抵达冰川上空，并沉降在冰雪表面，最终形成冰芯记录。冰芯分析每一个参数都至少载有一个地球
13、系统变化过程的信息；冰芯是全球变化研究重要手段3、冰芯中氢、氧同位素比率是度量气温高低的指标；4、净积累速率是降水量大小的指标；5、冰芯气泡中的气体成分和含量可揭示大气成分演化历史6、冰芯中微粒含量和各种化学物质成分的分析结果，可以提供不同的时期大气气溶胶、沙漠演化、植被演替、生物活动、大气环流强度、火山活动等信息；7、宇宙成因的同位素可以提供宇宙射线强度变化、太阳活动和地磁场强度变化的证据；8、冰芯也记录了人类活动对气候环境影响和各种信息。青藏高原东北部的若尔盖盆地3、“九五”期间我国全球变化研究（1）概况1）国家科技部启动了国家重点基础研究发展规划项目,安排了12项有关全球变化的研究2）国
14、家自然科学基金委员会将全球变化列为“九五”优先资助领域,加大了资助力度,5 年中资助重大项目10 项,重点项目48 项,面上项目170 项；3）中国科学院“九五”重大项目也有较大幅度的增长；4）这3个部门“九五”期间对全球变化总投入达6亿元,是前10年的4倍以上。3、“九五”期间我国全球变化研究1）针对我国生存环境重大迫切需要,瞄准国全球变化科学前沿,结合地域特点,选择典型区域,开展综合研究 青藏高原环境演变，黄河水资源演化规律； 长江三角洲低层大气物理化学与生态相互作用 北京大气、水、土区域环境污染机理和控制（2）主要特点2）在我国及周边地区,开展大规模科学试验,并与国际计划相结合,成功实施
15、了一批由我国科学家领衔的国际性科学计划 淮河流域能量与水分循环的试验研究(中日合作) 东亚古季风的海洋记录(属国际大洋钻探计划) 中国季风区古环境演变（属国际南极赤道北极剖面计划）3）紧密与我国社会经济可持续发展相结合 渤海和东黄海生态系统动力学与生物资源可持续利用研究，解决我国近海生物资源持续利用中的关键问题，为21 世纪的中国食物结构调整作出贡献； 西北生态环境演变规律与水土资源可持续利用研究，直接为我国西部大开发战略服务。4）多学科交叉研究的深度和广度得到加强 内蒙古半干旱草原土壤植被大气相互作用研究、我国生存气候环境演变和北方干旱化趋势预测研究和气候变化对策与环境管理研究等项目； 需要气候学家和生态学家乃至经济学家的合作才能得以完成。5）注重地球的整体行为, 将地球系统的各圈层联系起来,开展圈层之间相互作用的研究 “九五”期间执行的西太平洋暖池动力过程与海气相互作用研究项目就是以往热带海洋与全球大气计划的深入； 地球圈层相互作用中的深海过程与深海记录主要
