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    气候变化的科学发展观和对策 - 中国气象局培训中心培训课件

  天气变化的科学成长观和对策 - 中国景象形象局培训核心培训课件_教育学_高档教育_教育专区。天气变化的科学成长观和对策 - 中国景象形象局培训核心培训课件

  第4讲 地球天气的演变与 近百年天气变化 目 录 1、地质年代的天气变化的特征与次要驱动力 2、人类勾当影响现代全球天气的证据 3、分歧时间标准地球天气演变的比力 ? ? 地球的天气不竭地在变化着,但地质年代的气 候变化总体上在时间上是迟缓的,而现代天气 变化是快速的,它比地质年代的天气变化速度 一般要快1千到1万倍。这种变化速度是空前的, 而且二氧化碳与温度变化老是以不异的趋向在 演变。二氧化碳是天气变化的一个环节驱动力。 近百年的现代天气变化是由天然的天气波动与 人类勾当配合形成,而近50年的全球变暖次要 是由人类勾当形成。有三个证据能够支撑这个 结论。这种科学的共识导致了国际上政治层面 的严重决策,即制定了结合国天气变化框架公 约与京都议定书。 1、地质年代的天气变化的特 征与次要驱动力 4亿年来大陆冰 期的CO2的变化 地 质 年 代 气 候 的 变 化 7000万年以来深海 18O同位素记实 (温度) 6500万年以来CO2 的细致演变 IPCC,2007 重生代(6500万年-此刻) 重生代(6500万年-此刻) Cenozoic Era 65 Million Years Ago Global Climate Forcings External (solar irradiance): +1 W/m2 Surface (continent locations): 1 W/m2 Atmosphere (CO2 changes): 10 W/m2 Present Day 地质年代的CO2含量有时比此刻高得多,地球 的天气比此刻暖吗? 回覆是必定的。从地球大气逐步构成到1亿年前 的地质年代是高CO2期间,CO2浓度很高,能够达到 3000~7000 ppmv。那时,地球上的天气是很暖的。 可是在1亿年(100Ma年)前,有三次大冰河期,别离发生在22-24亿 年前(氧上升期),6-7.5亿年前和2.8亿年前(古生代二叠纪大冰期)。 那时海洋完全被冰封,通过冰—倒映率反馈机制,最初全球冰封,进入 雪球阶段。当前通过大陆漂移,板块碰撞,使地壳变形,同时又有火山 迸发感化,使CO2排放入大气。因为没有碳汇(全球冰封),大气中CO2 浓度添加,最终由CO2发生的温室效应和风吹降尘发生的冰盖变黑(削减 倒映率)使地表温度上升到一临界值,起首使热带冰层融化,一旦这个 过程起头,则通过冰—倒映率反馈机制使增暖加强并扩展到全球。最初 使整个地球进入无冰的水球形态,此即雪球——水球轮回期间。1亿年前 摆布,板块活动减慢,地球上的天气由不不变形态进入不变形态。 6500万年时白垩纪竣事,温暖的天气竣事(那时CO2比 今天高一个量级;热带四处是恐龙和翠绿动物) 。 此后,地球天气总趋向是不竭变冷。到更新世(250万 年),天气十分寒冷。一个值得留意的事务是发生在始新世 (5500万年前)的天气极暖期,它是俄然来到的(1万年量 级,延续10万年),所释放的碳与21世纪预测释放的量附近。 高纬增暖20 ℃ 摆布。在6000万年以来的天气变冷期,总体 上,温度比今天要暖,CO2浓度比今天高,如在330-300万年 时(上新世)温度比工业化前高2-3 ℃,CO2浓度为360400ppmv。海平面高度比今天高15-25米。当前温度和CO2浓 度次要由冰芯获取,揭示了10万年周期的冰期-间冰期轮回, 即米兰科维奇天气轮回。 由上可见:(1)非论任何期间,任何起因,地 质材料告诉我们,CO2与温度变化老是以不异的趋向 演变,CO2是天气变化的一个环节驱动力;(2)人 类排放的CO2是地球天气变化中近代发生的一个新的 驱动力;(3)若是CO2及其它温室气体的大气含量 添加到400-500ppm以上,地球的平均温度至多要升 高2 ℃以上。因此从地质年代CO2与温度持久记实看, 现代全球天气变暖长短常值得关心的。它可能逐步 地向地质年代晚期的天气形态演变。 近万年来全球和中国温度变化 (朝仓正, 1991) 近万年来,全球地表温度波动的幅度为2-3℃,共履历了 三次暖期:即天气最宜期(距今8000-3500年)、中世纪温暖 期(公元10-13世纪)以及近代暖期(20世纪中后期至今)。 2、人类勾当影响现代全球 天气的证据 证据一 过去10000年大气CO2, CH4,N2O的变化。由冰 芯和大气丈量组合获得。 南极Law Dome冰芯材料显示的近1000年大气CO2浓度 360 340 CO2 浓 320 度 (ppmv) 300 280 1000 1200 1400 1600 1800 2000 年 工业化(1750年)以来,大气中温室气体较着添加。 (IPCC,2001) 379 ppmv 380 370 360 夏威夷Mauna Loa观象台 丈量的大气CO2浓度变化 CO2 浓 度 (ppmv) 350 340 330 320 ( updated from Keeling and Whorf, 2004 ) 310 1960 1970 1980 1990 2000 年 2003年5月已达到379ppmv (百万分之一体积)。过去10年中大气CO2浓 度以1.8ppmv/年 的速度增加,而过去50年平均仅为1ppmv/年。 (IPCC,2001) 中国景象形象局-瓦里关全球大气本底站 (36°17’N,100°54’E,3816m asl) 大气 CO2 浓度丈量成果 (One of the 22 GAW Global Stations) 385 380 CO2 月平均浓度 (ppm) 气瓶采样(5米距地高度) 在线 350 345 年 CO2浓度2004年已高达383ppmv。 中国景象形象局-中国景象形象科学研究院 美国 N OA A C MDL C C GG 供给数据(Preliminary) 年 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 证据二 1979-2005年地表(上左), 对流层(上右)线性全球温度 趋向分布。下图是年全球平均 温度曲线年 (2001-2005)的温度变化为 0.78±0.18℃ 1979-2003年全球年平均气温变化趋向 增温速度(℃/10年) (Tom Peterson, NOAA/NCDC) 中高纬度大陆地域变暖最为较着。 全球SST年距等分布(1861-2004) 0-700m和0-3000m层海洋热含量(1022J)曲线个尺度差误差。 ENSO 1866-2004年SOI曲线。红色:Darwin为正海平 面气压距平,即El Nino年 近两千年全球地表平均气温变化 (相对于1961-1990年30年天气平均) 公元 200-1980年 公元1856-2004年 (按照Mann and Jones, 2003改绘) 20世纪是过去2000年中最温暖的100年。 证据三 全球平均温度距平。 黑线:观测。 灰线 个)集成模仿。(a) 人类勾当+天然强迫; (b)只要天然强迫 分歧地域气温变化缘由的模仿成果(1906-2005) 黑线:观测值 红色:人类变化+天然变化 蓝色:天然变化 过去1100年的辐射强迫和模仿的温度(a)火山活 动,(b)太阳辐射变化,(c)所有强迫,(e) 北半球年温度(别离对人类勾当和天然强迫) “比来50年的天气变化是由人类活 动发生的”这一结论的可托度提 高 IPCC关于天气变化成因的认识逐渐深化: 第三次评估演讲(2001年):新的、更强的证 据表白,过去50年观测到的大部门增暖“可能” 归因于人类勾当(66%以上可能性); 第四次评估演讲(2007年):人类勾当“很可 能”是天气变暖的次要缘由(90%以上可能 性)。 有三个缘由把工业化后CO2添加趋向归因于化 石燃料燃烧 (1)南极和格林兰冰芯记实表白:大气中CO2起头 添加的时间是在工业革命前后,从那当前,其浓度 变化大致与化石燃料耗损的增加率附近。 (2)北半球大气CO2浓度比南半球的高几个ppmv, 由于大大都最强的排放源位于北半球。 (3)大气中氧含量每年削减3ppmv,这与大气中CO2 添加是相对应的,由于CO2是燃烧的一种产物。 3、分歧时间标准地球天气 演变的比力 更新世(200万年-1万年) 天气变化及其意义 1.天气变化的次要启动力是地球轨道变化, 很是弱的强迫 2.更新世天气变化的次要机制是GHGs和冰盖 区,作为反馈机制 3.长时间标准的天气变化对很小的强迫是很 敏感的 4.人类形成的强迫矮化了惹起冰期与间冰期 天气变化的天然强迫,人类勾当成为近代 天气(特别是200年)的一个次要驱动力。 Hansen,2007 重生代天气变化的特点 1. 次要驱动力:天然CO2变化 - 变率 ~100 ppm/百万年(0.0001 ppm/年) - 今天人类的速度:~2 ppm/年 人类勾当压服迟缓的地量变化 2. 天气敏感性高 - 若是 CO2 ~450 ppm 南极冰构成 - 冰盖构成是可逆的 人类可以或许发生一个分歧的星球 3、变化速度快近百年的全球天气变化是快速的变化, 其速度比地质年代要快近千倍到近万倍。 全球天气能否会向冰期(变冷)演变? 驱动冰河期轮回的地球轨道参数变化示企图 太阳勾当的变化是惹起近代天气变暖的次要缘由吗? 总太阳辐射变化(太阳常数) 比来28年太阳总辐射量的变化 过去650000年以来,南极冰芯δD( 代表温度), CO2,CH4和N2O浓度的变化,暗影柱代表间冰暖期 由上可见:(1)非论任何期间,任何起因,地 质材料告诉我们,CO2与温度变化老是以不异的趋向 演变,CO2是天气变化的一个环节驱动力;(2)人 类排放的CO2是地球天气变化中近代发生的一个新的 驱动力;(3)若是CO2及其它温室气体的大气含量 添加到400-500ppm以上,地球的平均温度至多要升 高2 ℃以上。因此从地质年代CO2与温度持久记实看, 现代全球天气变暖长短常值得关心的。它可能逐步 地向地质年代晚期的天气形态演变。

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