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高中一~高中二年级 (15-17岁)

气候变化

Climate Change

气候是30年以上的平均大气状态;工业化以来化石燃料使用使CO₂增加,全球平均气温约升高1.1°C。 温室气体吸收并再辐射地表红外线以保温,若没有它们平均气温会降到约-18°C。 米兰科维奇周期等自然因素也存在,但作用尺度是数万年,近几十年的快速变暖要用人为温室气体增加来解释。 在这个页面,拖动年份滑块,看看CO₂浓度和气温偏差如何一起变化。

地球正在变暖
🌡️ 什么是气候变化?
①气候:30年以上的平均大气状态(与天气不同!)
②工业革命以来化石燃料使用 → CO₂急增 → 地球温度上升
③地球平均气温较工业化前升高约1.1°C(2020年基准)
CO₂浓度与气温变化
2020
💡 关键观察
①CO₂浓度与气温同步上升(相关)
②1950年以后急剧增加 — 工业化与化石燃料剧增
③未来预测:不减排,2100年可能超过+3.5°C
温室效应
温室效应原理
太阳辐射 → 地表加热 → 红外辐射 → 温室气体吸收·再辐射 → 气温维持
若无温室气体地球平均气温约-18°C(目前约15°C)

主要温室气体

List温室气体种类
CO₂(二氧化碳)
化石燃料燃烧、森林破坏
贡献最大
CH₄(甲烷)
畜牧农业、湿地、天然气
CO₂约25倍的温室效应
N₂O(一氧化二氮)
化肥、工业过程
CO₂约300倍
CFCs(氟氯碳化物)
制冷剂、也破坏臭氧层
CO₂数千倍
米兰科维奇周期(自然气候变化)
米兰科维奇周期
公转轨道偏心率(10万年)+ 自转轴倾角(4.1万年)+ 岁差(2.6万年)
地球接收的太阳能分布周期性变化 → 冰期/间冰期
🔬 自然 vs 人为气候变化
①自然:米兰科维奇周期、火山喷发、太阳活动(数千~数万年)
②人为:温室气体排放、森林破坏、城市化(数十~数百年)
③当前急剧升温无法仅由自然变化解释 → 人为原因
例题与真题检验
例题 1
若大气中完全没有温室气体,地球的平均气温大约是多少?(目前约15°C)
1
温室气体吸收并再辐射地表放出的红外线,从而使地表变暖。
2
没有温室气体,这种保温作用消失,平均气温降到约-18°C。
约-18°C
温室效应本身是维持生命所必需的自然现象,问题在于被人为强化的部分。
例题 2
为什么近几十年的快速升温不能用米兰科维奇周期来解释?
1
米兰科维奇周期以数万至数十万年的尺度极其缓慢地作用。
2
近年的升温在数十年内发生,且与CO₂激增时间一致,故归因于人为因素。
时间尺度不同:米兰科维奇为数万年,近年升温为数十年(人为)
自然因素(米兰科维奇·火山·太阳)与人为因素(温室气体)用作用的时间尺度来区分。
高考类型题
关于气候变化与温室效应的说法,正确的是?
气候指每天的大气状态
CO₂因排放量大,是对变暖贡献最大的温室气体
温室效应是人类制造的人工现象
米兰科维奇周期中偏心率周期约为2.6万年
没有温室气体地球会比现在更热
② CO₂因排放量大,是对变暖贡献最大的温室气体
1
甲烷·氧化亚氮单分子效应大,但排放量远多的CO₂对总体变暖贡献最大。
2
气候是30年以上的平均(①),温室效应是自然现象(③),偏心率周期约10万年(④),没有温室气体地球会降到约-18°C(⑤)。
总结
气候变化要点
化石燃料 → CO₂↑ → 温室效应增强 → 全球变暖
自然(米兰科维奇)+ 人为(温室气体)的综合作用
🎯 考试要点
①温室效应:吸收和再辐射红外线 → 维持地球温度(本为自然现象)
②主要温室气体:CO₂、CH₄、N₂O、CFCs — CO₂在量上贡献最大
③米兰科维奇:偏心率(10万年)+ 倾角(4.1万年)+ 岁差(2.6万年)
④全球变暖影响:海面上升、极端气象、生态变化
⑤无温室效应地球平均气温约-18°C(目前约15°C)
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