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1、 自从欧洲工业革命以来，人类的工业活动自从欧洲工业革命以来，人类的工业活动大量使用化石燃料大量使用化石燃料(fossil fuel(fossil fuel，如煤、石油，如煤、石油) )，制造了大量的二氧化碳，并将之排放至大气，制造了大量的二氧化碳，并将之排放至大气之中。在工业革命之前，大气中二氧化碳含量之中。在工业革命之前，大气中二氧化碳含量一直维持在约一直维持在约280ppmv(280ppmv(亦即，一百万单位体积亦即，一百万单位体积气体中含有气体中含有280280单位体积的二氧化碳。工业革命单位体积的二氧化碳。工业革命之后，二氧化碳含量迅速增加，之后，二氧化碳含量迅速增加，19501950
2、年代之后，年代之后，增加速率更快，直到增加速率更快，直到19951995年的年的358ppmv358ppmv。温室气体大量增加温室气体大量增加 全球气温的大幅变化从很早就有，而且似乎全球气温的大幅变化从很早就有，而且似乎具有一定的周期性。具有一定的周期性。影响气候变化的因素有很多，包括太阳与地球影响气候变化的因素有很多，包括太阳与地球间的位置关系，太阳黑子的数目和周期、大陆间的位置关系，太阳黑子的数目和周期、大陆板块漂移造成的地形变化与火山爆发释放的火板块漂移造成的地形变化与火山爆发释放的火山灰和温室气体、大气气体成分的变化、地表山灰和温室气体、大气气体成分的变化、地表状态的变化状态的变化(
3、(沙漠、雨林或雪地沙漠、雨林或雪地) )、海洋、云量、海洋、云量等等全球变暖全球变暖全球平均地面温度在全球平均地面温度在2020世纪初上升相当快速世纪初上升相当快速, ,大大约在约在19401940年达到了最高温。在年达到了最高温。在3535年之间年之间(1905-(1905-1940)1940)温度大约上升了温度大约上升了0.60.6，19501950年代温度明年代温度明显下降，在显下降，在19601960年左右稍为回升，但基本上低年左右稍为回升，但基本上低温持续至温持续至19801980年代初才又迅速上升。年代初才又迅速上升。19801980年之年之后，其间仍有小幅度起伏，但大致上维持上升
4、后，其间仍有小幅度起伏，但大致上维持上升趋势，在趋势，在19951995年达到最高温。年达到最高温。温室气体大量增加温室气体大量增加珠珠峰峰的的冰冰川川加加速速融融化化“政府间气候变迁小组政府间气候变迁小组”科学家分析了许多资料科学家分析了许多资料之后，在之后，在19951995年的报告中还是得到下列结论：年的报告中还是得到下列结论：1 1、全球平均地面气温自、全球平均地面气温自1919世纪末以来上升了世纪末以来上升了0.3- 0.3- 0.60C0.60C；最近；最近4040年则上升了年则上升了0.2-0.30C0.2-0.30C。2 2、暖化最明显的地区是、暖化最明显的地区是400N-70
5、0N;400N-700N;有些地区则变有些地区则变冷。冷。3 3、最近、最近5050年的日温差有变小的趋势年的日温差有变小的趋势( (因为云量增因为云量增加，夜晚气温升高加，夜晚气温升高) )。4 4、自、自19731973年以来，海冰覆盖面积无一致性的变化，年以来，海冰覆盖面积无一致性的变化，有些地区增加，有些地区减少。有些地区增加，有些地区减少。 气候变暖气候变暖臭臭氧氧洞洞是是如如何何形形成成的的? ? 经经过过多多年年的的研研究究，大大气气化化学学家家发发现现与与氟氟氯氯碳碳化化物物释释出出的的氯氯( (ClCl) )及及氧氧化化氯氯( (ClOClO) )破破坏坏臭臭氧氧有有关关。氟
6、氟氯氯碳碳化化物物是是人人造造的的化化学学物物质质，通通常常作作为为冷冷却却剂剂及及喷喷雾雾器器中中的的推推进进气气体体(propellant (propellant gas)gas)。氟氟氯氯碳碳化化物物在在对对流流层层中中相相当当稳稳定定，但但是是一一进进入入低低平平流流层层( (如如，20-25km)20-25km)，就就可可吸吸收收波波长长小小于于260nm260nm的的短短波波辐辐射射，释释出出ClCl及及ClOClO，如，如: :CFCl3 + CFCl3 + hh CO2 + HF + 3Cl CO2 + HF + 3Cl 或或 3ClO3ClO臭氧洞的面积由臭氧洞的面积由198
7、51985年的约年的约13001300万平方公里万平方公里臭氧空洞扩大臭氧空洞扩大( ( 相当于南极洲的大小相当于南极洲的大小) ) 扩大到扩大到19941994年的年的23002300万万平方公里平方公里( (略小于北美洲的面积略小于北美洲的面积) )。 紫外线紫外线(far ultraviolet)(far ultraviolet)：波长为：波长为250 nm250 nm，在高度在高度3030公里以上就已经被氧分子吸收。公里以上就已经被氧分子吸收。 UV-C (ultraviolet C) UV-C (ultraviolet C)：波长为：波长为250 -290 nm250 -290 nm
8、对生物为害极大的则在多数为臭氧层吸收。对生物为害极大的则在多数为臭氧层吸收。 UV-BUV-B：波长为：波长为290-320 nm290-320 nm，部份被臭氧层吸，部份被臭氧层吸收，部份波长较长的收，部份波长较长的UV-BUV-B到达地表。到达地表。 UV-AUV-A：波长在：波长在320-380 nm320-380 nm，完全未被吸收，全，完全未被吸收，全数到达地面。数到达地面。到达地面的紫外线增加到达地面的紫外线增加 紫外线对人体会致癌紫外线对人体会致癌( (皮肤癌皮肤癌) )、对植物会减缓、对植物会减缓光合作用，使树叶面积减小、幼苗变短，作物会光合作用，使树叶面积减小、幼苗变短，作物
9、会减低生产量、对爬虫类会降低卵的孵出，水中的减低生产量、对爬虫类会降低卵的孵出，水中的浮游生物对浮游生物对UV-B( UV-B( 即使是极微量即使是极微量 ) )极其敏感，浮极其敏感，浮游生物是水中食物链的最底层，一旦减少，势必游生物是水中食物链的最底层，一旦减少，势必牵动整个食物链，造成生态系的改变牵动整个食物链，造成生态系的改变。 空气污染物空气污染物( ( 如，如，NOxNOx，SO2 )SO2 )排入大气后，有排入大气后，有一部份受重力牵引在源头附近就已掉落地面，但一部份受重力牵引在源头附近就已掉落地面，但有一部份则进入较高处被大气环流带走，传送至有一部份则进入较高处被大气环流带走，传
10、送至其它地区，形成酸雨，对生态、环境造成影响。其它地区，形成酸雨，对生态、环境造成影响。 酸雨所造成的环境影响，众说纷云，许多酸雨所造成的环境影响，众说纷云，许多说法都尚未有定论，比如对农作物、人体健康说法都尚未有定论，比如对农作物、人体健康的影响。的影响。比较确定的是，酸雨对生态系统比较脆弱的地比较确定的是，酸雨对生态系统比较脆弱的地区影响较大，譬如，北欧及北美。因为这些地区影响较大，譬如，北欧及北美。因为这些地区的土壤及水体处理酸性物质的能力较低。区的土壤及水体处理酸性物质的能力较低。 上述地区的湖泊自从工业革命以来都有明显上述地区的湖泊自从工业革命以来都有明显酸化的情形。除了酸化之外，这
11、些湖泊中的酸化的情形。除了酸化之外，这些湖泊中的酸雨增加酸雨增加钙、镁含量明显降低，硫酸盐含量则上升。钙、镁含量明显降低，硫酸盐含量则上升。 酸雨进入土壤之后，经过化学作用，将酸雨进入土壤之后，经过化学作用，将土壤中的金属释出，随着河水流入湖泊，使土壤中的金属释出，随着河水流入湖泊，使湖水的金属含量上升。这些作用都可能残害湖水的金属含量上升。这些作用都可能残害水中生物，改变生态系统。研究指出在欧洲水中生物，改变生态系统。研究指出在欧洲及北美湖水及北美湖水pHpH值小于值小于5 5的湖泊中有的湖泊中有50%50%没有任没有任何鱼类，这些湖泊被形容为死湖何鱼类，这些湖泊被形容为死湖( dead (
12、 dead 或或 dying )dying )。 ElEl NinoNinoElEl (厄尔尼诺厄尔尼诺) ) NinoNino和和( (拉尼娜拉尼娜) )近近年来极度地引起气候的变化，它们是什么年来极度地引起气候的变化，它们是什么? ?它们的机制为何它们的机制为何? ? 这这是是一一个个大大气气海海洋洋交交互互作作用用的的现现象象，大大气气和和海海洋洋在在气气候候的的变变化化上上扮扮演演一一个个重重要要的的角角色，它们在不同时间尺度下常一起发生作用。色，它们在不同时间尺度下常一起发生作用。厄尔尼诺与拉尼娜厄尔尼诺与拉尼娜 IPCCIPCC（19901990）所发布的一个近百年海水）所发布的一
13、个近百年海水面上涨曲线图，看来自面上涨曲线图，看来自18801880年迄今，全球平年迄今，全球平均海水面大约上涨了十四公分。均海水面大约上涨了十四公分。 有有些些学学者者认认为为，目目前前这这个个海海平平面面上上升升速速率率是是长长期期变变化化的的现现象象，其其来来有有自自，与与近近百百年年温温室室气气体体的的排排放放无无关关。如如果果现现今今格格陵陵兰兰与与南南极极的的冰冰原原全全部部融融解解，全全球球绝绝对对海海水水面面将将升升高高6060公尺；公尺；海平面上涨海平面上涨因此，就近数万年而言，冰川的增长或减缩因此，就近数万年而言，冰川的增长或减缩是导致使海水面升降起伏的重要原因，而气是导致
14、使海水面升降起伏的重要原因，而气温的高低及降雪的多寡等气候因素，又控制温的高低及降雪的多寡等气候因素，又控制了冰川体积的增减。最新出版的了冰川体积的增减。最新出版的IPCCIPCC（19961996）报告认为，西部南极冰川非常）报告认为，西部南极冰川非常稳定，不会在短时间内融化崩解，造成海水稳定，不会在短时间内融化崩解，造成海水面上升。而过去百年来，南极及格陵兰冰川面上升。而过去百年来，南极及格陵兰冰川融化的水所造成的海平面上升之幅度为融化的水所造成的海平面上升之幅度为0-180-18公分。公分。 所所谓谓地地表表覆覆盖盖，是是指指地地表表及及浅浅层层地地下下的的生物物理状态。生物物理状态。
15、地地 表表 覆覆 盖盖 的的 变变 迁迁 包包 括括 ： 生生 物物 多多 样样 性性（diversitydiversity）、基基础础生生产产力力、土土壤壤品品质质、径径流流、沈积速率的变化（沈积速率的变化（Steffen et al., 1992Steffen et al., 1992）。）。 地地表表覆覆盖盖的的变变迁迁事事实实上上也也就就是是维维系系生生物物圈圈及及地地圈圈的的各各种种物物质质与与能能量量的的源源与与汇汇（sources sources and and sinkssinks）的变化。）的变化。 因为人类的土地利用型式是目前改变地表覆盖因为人类的土地利用型式是目前改变地表
16、覆盖最主要的因素，因此有关土地利用的研究，除了最主要的因素，因此有关土地利用的研究，除了探讨上述的地表生物物理性质的变化。探讨上述的地表生物物理性质的变化。 此外，还要探讨人类的因素，探究其土地利此外，还要探讨人类的因素，探究其土地利 用的意图、目的及其操作手段。举例言之，造用的意图、目的及其操作手段。举例言之，造林、畜牧、公园、农耕、建立村镇等是土地利林、畜牧、公园、农耕、建立村镇等是土地利用的意图或目的，而达成这些目的则有各种操用的意图或目的，而达成这些目的则有各种操作手段，如，为农耕之目的，人类可能采用山作手段，如，为农耕之目的，人类可能采用山田烧垦（田烧垦（slash and burnslash and burn，中国古籍作刀耕，中国古籍作刀耕火种），也可能用施肥、施杀虫剂、农田水火种），也可能用施肥、施杀虫剂、农田水利、农机耕作来进行。又如畜牧可以是引入草利、农机耕作来进行。又如畜牧可以是引入草种，种植牧草；或以游牧的方式进行。这些操种，种植牧草；或以游牧的方式进行。这些操作手段是土地利用的技术面与管理面。作手段是土地利用的技术面与管理面。 耕地面积减少耕地面积减少大气污染下的兰州城大气污染下的兰州城
