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高一~高中二年级 (15-17岁)

高中地理 气候变化

气候不是每天的天气，而是 30 年以上平均的大气状态；工业化以来，燃烧化石燃料使大气中的 CO₂ 增加，全球平均气温已经上升了约 1.1 °C。 温室气体吸收地面放出的红外线，再把一部分放射回来，使地球保持温暖；如果完全没有温室气体，地球平均气温只有约 -18 °C。 米兰科维奇循环等自然因素也会改变气候，但它们要经过几万年才起作用，所以近几十年的快速变暖要用人类增加的温室气体来解释。 在图中移动年份，可以看到 CO₂ 浓度和气温一起上升，以及 2020 年以后按是否减排分成两条路的未来。

地球正在变暖

🌡️ 什么是气候变化
①气候是一个地区 30 年以上平均的气温、降水等大气状态，和每天都在变的天气不同
②工业革命以后，人类大量燃烧煤、石油等化石燃料，大气中的 CO₂ 浓度从约 285 ppm 增加到 2020 年的约 413 ppm
③同一时期，全球平均气温比 1850 ～ 1900 年的平均值升高了约 1.1 °C（2011 ～ 2020 年平均）
④随着气温升高，出现了海平面上升，热浪、暴雨等极端天气，以及生态系统的变化

CO₂ 浓度与气温的变化

2020年
💡 从图中读出什么
①上栏的 CO₂ 浓度和下栏的气温距平在 1850 年以后一起上升，1950 年前后上升速度加快
②2020 年以前的橙色线是观测值，之后的两条线是按今后温室气体排放多少作出的预测
③在大幅减排的低排放路径上，2100 年前后升温约 1.8 °C 就停住；在排放继续增加的高排放路径上，会升到约 3.6 °C
④两条路径都在 2030 年代初越过 1.5 °C 线，说明已经排放的 CO₂ 影响会持续很久

温室效应

温室效应的原理
太阳辐射 → 地面增温 → 地面放出红外线 → 温室气体吸收后再放射 → 地面变得更暖
没有温室气体时，全球平均气温约为 -18 °C；现在约为 15 °C

主要温室气体

温室气体的种类和来源
CO₂（二氧化碳）
燃烧化石燃料、砍伐森林
增加的量最多，对变暖的贡献最大
CH₄（甲烷）
稻田、牲畜消化、湿地、天然气泄漏
质量相同时，100 年内约为 CO₂ 的 28 倍
N₂O（氧化亚氮）
氮肥、工业过程
质量相同时，100 年内约为 CO₂ 的 270 倍
CFCs（氯氟烃）
过去用于制冷剂和喷雾，还会破坏臭氧层，现已禁止生产
质量相同时为 CO₂ 的几千倍以上

米兰科维奇循环（自然的气候变化）

米兰科维奇循环
公转轨道偏心率（约 10 万年）＋ 地轴倾角（约 4.1 万年）＋ 岁差（约 2.6 万年）
地球接收的太阳能在季节和纬度上的分布发生周期性变化，冰期和间冰期交替出现
🔬 自然因素与人为因素
①自然因素有米兰科维奇循环、大规模火山喷发、太阳活动变化；火山和太阳的作用从几年到几百年，米兰科维奇循环要几万年
②人为因素有温室气体排放、砍伐森林、城市化，在几十年到几百年内产生影响
③近几十年太阳活动几乎没有增强，气温却迅速上升
④因此，现在的变暖不能只用自然因素解释，人类增加的温室气体被认为是主要原因

例题与真题检验

例题 1
如果大气中完全没有温室气体，地球的平均气温约为多少 °C？（现在约为 15 °C）
1
温室气体吸收地面放出的红外线后再放射出来，使地面增温。
2
没有温室气体，这种保温作用就消失，气温会降到地球吸收的太阳能与放出的能量相等时的温度，约 -18 °C。
▸ 约 -18 °C
温室效应本身是让生命得以生存的自然现象。成问题的，是人类增加温室气体而增强的那一部分。
例题 2
为什么不能用米兰科维奇循环来解释近几十年的快速升温？
1
米兰科维奇循环要经过几万年到十万年，作用非常缓慢。
2
近来的升温发生在几十年之内，又和 CO₂ 迅速增加的时期重合，所以被看作人为原因造成的。
▸ 起作用的时间尺度不同：米兰科维奇循环是几万年，近来的升温是几十年
区分自然因素和人为因素时，要同时看变化发生得有多快，以及它和什么在时间上重合。
韩国高考类题
下列关于气候变化和温室效应的说法，正确的是哪一项？
①气候是指每一天的大气状态
②CO₂ 增加的量多，是对变暖贡献最大的温室气体
③温室效应是人类制造出来的现象
④米兰科维奇循环中偏心率的周期约为 2.6 万年
⑤没有温室气体，地球会比现在更热
▸ ② CO₂ 增加的量多，是对变暖贡献最大的温室气体
1
甲烷和氧化亚氮单个分子的作用更强，但 CO₂ 增加的量远远多于它们，所以对整体变暖的贡献最大。
2
气候是 30 年以上的平均状态（①），温室效应本来是自然现象（③），偏心率周期约为 10 万年（④），没有温室气体时地球会冷到约 -18 °C（⑤）。

总结

气候变化的要点
燃烧化石燃料 → CO₂ 增加 → 温室效应增强 → 全球变暖
自然因素也会改变气候，但近来的快速变暖主要是人为增加的温室气体造成的
🎯 考试要点
①温室效应是温室气体吸收地面红外线再放射、使地面增温的自然现象，问题在于人类增强了它
②主要温室气体有 CO₂、CH₄、N₂O、CFCs，增加量最大的 CO₂ 对变暖的贡献最大
③米兰科维奇循环包括偏心率（约 10 万年）、地轴倾角（约 4.1 万年）、岁差（约 2.6 万年）
④全球变暖的影响有海平面上升、极端天气、生态系统变化
⑤没有温室效应时，全球平均气温约为 -18 °C
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