温室气体排放对全球变暖的相对贡献

在过去几年,许多研究者注意到大量的痕量气体的浓度增加对气候的联合效应可能赶上甚至超过浓度日益增加的二氧化碳的效应。这些痕量气体主要是甲烷、一氧化二氮和含氯氟烃类,在浓度上比二氧化碳低2～6个数量级,然而它们每个分子吸收红外辐射的能力比二氧化碳强得多。实际上,一项最新研究表明,痕量气体是1980—1990年辐射作用项增加43％的主要原因。需要一个比较各种“温室”气体排放对全球变暖相对贡献的指数,以便确定限制这种变暖的有效对策。在特殊时期内,对附加温室作用项贡献的估计完全没有考虑重要的温室气体在大气中驻留时间上的差异。这里,我们通过提出甲烷、一氧化碳、一氧化二氮和含氯氟烃类相对于二氧化碳的全球变暖潜力指数,将目前的工作扩展到卤化碳的领域。例如,我们发现每摩尔甲烷的全球变暖潜力为二氧化碳的3.7倍。据此,与80年代辐射作用增加57％相对应,现在的温室气体排放引起的全球变暖的80％是二氧化碳的排放造成的。     

气候模式的概念、方法和现状

一、什么是气候模式 估计大气中二氧化碳含量增加引起的气候变化的主要方法是“物理方法”。所谓“物理方法”,就是根据基本的物理定律(如牛顿运动定律,能量守恒定律和质量守恒定律等)来确定“气候系统”的各种成份(大气、海洋、冰雪、植被及陆地表面等,见图1)的性状。这些物理定律通常是用数学方程式表达的,由此构成了气候的数学模式,也就是我们所说的气候模式。气候模式不仅可用于模拟当代气候,而且可用于模拟某些“外部”条件(如地球大气所接受的太阳能量,大气中二氧化碳含量等)的改变所引起的     

1985年国际评价CO2问题专门会议声明

1985年10月9日至15日,在奥地利Villach,由联合国环境署(UNEP)、世界气象组织(WMO)、国家科学联盟理事会(ICSU)联合召开会议。与会的科学家来自29个发达国家和发展中国家,目的是评价不断增加的二氧化碳和大气中具有辐射作用的其它成分(温室气体)对气候变化和由此而引起的其它影响。二氧化碳和其它温室气体浓度的增长,将对下世纪上半期发生重大影响,导致气候变暖,使全     

晚中新世低大气pCO2背景下暖室气候的成因机制

晚中新世托尔通期（11.61～7.25 Ma）比现代更加温暖和潮湿,却有着与工业革命前相近的大气二氧化碳分压,这种低大气二氧化碳分压下的暖室气候在整个新生代都很特殊,搞清其驱动机制有助于预测未来气候变化。对此有两种解释：基于指标记录的晚中新世气候—二氧化碳分压“解耦假说”和基于数值模拟的“协同作用假说”。指标重建的地质记录表明晚中新世的气候可能并不受二氧化碳分压影响,即气候与二氧化碳分压发生解耦。数值模拟表明晚中新世异于现代的植被分布和地形构造等,很可能促成晚中新世全球温度的升高。但数值模拟很难充分模拟出晚中新世的升温幅度和模式。对晚中新世开展准确且高分辨率的二氧化碳分压重建是未来指标重建工作的重点,而植被反馈、云反馈、水蒸汽反馈和土壤性质是影响晚中新世暖室气候的主要因素,未来的数值模拟工作应朝这些方向推进。     

近年来我国西北地区水文要素变化的研究概况(摘要)

水文要素多年变化规律及其与气候变化的关系,是当前水文学中一项重要的研究课题,它不仅能为合理利用水资源提供依据,也是目前研究全球性气候变化的一个重要方面。 近百年来,由于大气中二氧化碳和其它具有温室效应的气体不断增加,出现了全球温度持续上升的趋势。在这种情况下,我国西北地区的气候将如何变化,它对内陆干旱、半干旱区的水资源将会产生什么影响?这个问题引起了人们深切的关注。山区是水资源的发源地,然而,目     

温室效应简介

气候增暖与温室气体增加有关。大气中含有二氧化碳、臭氧、甲烷、氟里昂、一氧化二氮等微量气体,它们可以吸收大部分太阳短波辐射,使地球表面温度升高,对地面放出的长波辐射也有强烈的     

风电场对气候环境的影响研究进展

风电是发展最快的可再生能源之一,随着风能在全球范围内大规模发展,人们开始关注大规模风电场的部署及运行对生态环境和气候的影响。通过调研相关文献,总结归纳了风电场对气候和生态环境的影响:一方面风机的架设改变了原有空气动力学粗糙度高度,加强了下垫面对湍流的阻挡作用,直接影响边界层湍流运动,改变原有陆地表面和近地层大气之间的物质能量和水分交换的强弱程度和模式,影响大气环流和气候;另一方面由于风力涡轮机将一部分风动能转化为电能,产生风机尾流效应,改变了边界层中大尺度运动动能的收支模式与时空分布,导致大气各种通量(热量通量和水汽通量等)的变化,对温度、降水和风速等产生影响。通常情况下,风电场对近地面的增温或降温效应与大气的层结稳定性有关。尽管如此,在全球气候模式中的模拟结果表明,风电场对全球气候的平均影响很小,其影响远远小于温室气体排放引起的预期变化和自然气候的年际变化。风电几乎不排放二氧化碳和污染物,与其他传统能源相比,减少水资源消耗,同时可能破坏动物栖息地、鸟类碰撞和产生噪声视觉等一些消极生态影响,但是可以采取相应的一些措施来减缓这些不良影响。     

全球碳循环与人为二氧化碳的排放

工业革命以来,全世界已排放了相当于2800亿吨碳的二氧化碳,其中有2000亿吨来自于化石燃料的燃烧。这些二氧化碳本应使大气中二氧化碳浓度由280ppm升高到400ppm以上,但实际只升高到353ppm。现在每年排放260亿吨二氧化碳,大气中二氧化碳浓度应升高3.3ppm,实际上只升高1.8ppm。这说明有一部份二氧化碳进入了海洋和陆地生态系统,它们对大气中的二氧化碳起着缓冲作用。地球是一个巨大的碳循环系统。海洋、陆地、大气、陆地生态系统、岩石圈中都贮存着巨大数量的碳,可以视为“碳贮存库”(表1)。在这些碳贮存库之间进行着碳的交换,每年交换的量称为“交换通量”(表1)。     

概论N2O大气浓度演变及其大气化学

Ｎ２Ｏ在对流层中是长寿命的痕量温室气体,在平流层,它是破坏Ｏ３层主要痕量气体之一－ＮＯ的生成源。本文主要综述了Ｎ２Ｏ的大气浓度演变,大气寿命,对温室效应的贡献,大气化学等,着重探讨了可能存在的Ｎ２Ｏ大气生成和消耗过程。     

对流层大气氧化性研究进展

对流层大气氧化性是对流层大气自我清洁能力的一个重要指标,对流层中大多数痕量气体都是通过氧化过程清除的.回顾近半个世纪以来对流层大气氧化性的研究历史,对流层大气氧化性的研究无论是从测量技术还是模式研究方面都已取得了一定的进展.工业革命以来,由于人类活动的影响,CO、NOx和碳氢化合物等大气污染物排放增多,使得全球对流层大气OH浓度呈下降趋势,未来对流层大气氧化性的变化很大程度上也取决于这些气体的排放情况.利用全球三维大气化学传输模式MOZART研究中国地区对流层大气OH自由基的分布和变化趋势表明,与全球OH自由基变化趋势不同,近10年来中国东部地区OH自由基浓度趋于增加.未来对流层大气氧化性研究的关键问题仍是OH自由基测量技术的提高问题,OH自由基观测结果是完善对流层光化学机制和改进大气化学模式的先决条件.     

气候变化的“地心说”——关于短期气候预测的新思维

通过对短期气候观测研究历史的回顾，提出了建立以“地圈”（包括地壳、地幔、地核）为主体的地气耦合模式，用来作为预测短期气候变化的方法。地球系统各子系统中，地圈的质量是水圈的１０＾３倍，是气圈的１０＾６倍，是生物圈的１０＾８倍。亦即整个地球系统中９９％以上的质量集中在地圈中。“地圈”（特别是岩石圈）存在着各种时间尺度的变化，所有这些变化必然影响到大气圈。对大气中≤１０＾－２年的波动，大气圈本身的能耗水     

二氧化碳的地下封存

概述 二氧化碳（CO2）是导致全球气候变暖的主要原因,然而由于人类活动的影响,地球大气中二氧化碳的含量正在逐步增加。专家们建议,必须尽快采取一系列措施来减少进入大气的二氧化碳量。其中的一些方案是在工业生产过程中捕集数百万吨的二氧化碳,并把二氧化碳封存于地下——称为二氧化碳捕集与封存（CCS）。本文将阐述二氧化碳地质封存原理并对下述常见问题予以解答：     

生物挥发性有机物研究进展

生物挥发性有机物(BVOCs)作为大气中的一种痕量气体,积极参与着大气中各类化学反应。植物BVOCs排放的影响机制,以及BVOCs与大气其他化学成分之间的反馈作用是目前全球变化研究的热点内容之一。描述了BVOCs的排放机理及其排放控制因子;综述了近年来BVOCs地表观测试验和计算方法的研究进展以及植被BVOCs排放的模拟研究现状,并对BVOCs研究的不足和发展趋势作了进一步讨论。     

浅论温室效应

温室效应是由于大量的二氧化碳、氯氟烃和氧化亚氮等气体向大气中释放而造成的地球表面温度升高的效应，其结果则导致海平面上升，危及沿海城市，破坏生态平衡，促使疾病蔓延，带来气候巨变等。因此，加强对温室效应的研究、采取相应的对策具有重要的理论和实际意义。     

大气微纳米颗粒物界面反应与矿物协同演化意义

综述了大气气溶胶颗粒物的特征、颗粒物的界面反应与矿物协同演化意义;重点介绍了大气颗粒物粒径分布和矿物成分,以及常见有毒有害气体的界面反应产物特征与关键化学过程;总结了矿物颗粒在大气气溶胶形成过程中汇聚、调控、催化的作用,以及颗粒物与大气中SO₂、NO_x的协同反应机制;分析了微纳米颗粒对二次有机气溶胶形成的影响,以及大气矿物相颗粒界面反应产物组合及协同演化作用.可为进一步研究大气颗粒物与大气中痕量污染气体反应形成二次气溶胶进而影响大气化学组成的过程提供指导,对深入探讨大气矿物颗粒表面特性在复合污染物中多介质反应的微界面化学过程,矿物尘-污染物气溶胶体系在雾-霾形成、转换、新生粒子和阻断行为的复合作用具有重要的环境学意义.      

全球硅酸盐岩化学风化—二氧化碳消耗定量模型研究进展

硅酸盐岩通过与二氧化碳的化学反应,去除大气二氧化碳并将其封存在风化产物或海洋碳酸盐岩中,是影响全球碳循环以及气候变化的要素之一。定量计算全球硅酸盐岩通过风化作用消耗的二氧化碳总量是了解地球现今与过去气候变化的关键。作者系统调研了5个硅酸盐岩化学风化—二氧化碳消耗定量模型的数据来源、研究方法、计算公式以及各模型的主要影响因素,并且以最新的Celine模型所计算得出的二氧化碳消耗量为参考标准,对比了各模型的优缺点与适用范围。现有模型估计全球硅酸盐岩化学风化的二氧化碳消耗量为69～169 Tg/yr,其中各模型的主要参数包括气候(温度、径流)与岩性,次要参数包括构造隆升、火山与植物作用等。在未来探索硅酸盐岩化学风化所消耗二氧化碳的定量计算中,应考虑更多控制作用的影响以及各因素之间的相互联系。此外,利用大数据分析方法将这些定量模型推广应用于深时地球古气候重建可能是未来的研究趋势。     

水库水气界面温室气体通量监测方法综述

水库水体中的有机碳,经过水中微生物代谢分解,生成甲烷、二氧化碳等温室气体,通过扩散、气泡等方式,经由水气界面排向大气.目前国外对水库水气界面的温室气体通量监测已经发展了静态箱法、梯度法、倒置漏斗法、TDLAS法以及涡度相关法等.综述了以上监测方法的原理、应用、优缺点及适用范围,从水体、陆地和气候环境方面分析了影响水气界...     

矽卡岩化作用排碳到大气中的途径SCIEI北大核心CSCD

鉴于大陆岩浆弧上盘广泛分布有碳酸盐岩,岩体上升侵位过程使其碳通量明显的高于洋内岛弧,从而有可能影响着地质历史长时间尺度(百万年)的气候变化。陆弧碳的排放可分为两部分,一部分是与喷出岩相关的火山作用,另一部分是与侵入岩相关的脱碳过程。侵入岩的体量一般是喷出岩体量的10倍以上,由此与侵入岩有关的脱碳作用释放的碳通量不可忽视,可能类似与喷出岩有关的火山作用释放的碳通量甚至更大。火山作用能够将气体直接排入大气中,因此在以往的工作中研究较为充分。但与侵入岩相关的脱碳过程如:矽卡岩化,发生在地下,关于地下脱碳过程如何将碳释放到大气中还缺少详细的工作。本文,通过对比研究火山地区和非火山地区与侵入岩相关的深部脱碳过程,发现深部碳可以通过区域断层系统、地下水系统和热泉、火山通道、隐爆角砾岩筒、高频率的岩浆热液事件等途径瞬时地释放进入大气。通过初步估算,发现单个矽卡岩矿化事件所产生的二氧化碳通量(0.02~0.2Mt/yr)能够与目前地球绝大部分的普通单个火山的碳通量(<0.5Mt/yr)类比。因此岩浆深部脱碳过程对大气的影响至少与火山相当,其对气候的影响不可忽视。     

长链烯酮在古大气二氧化碳分压重建的应用

大气二氧化碳浓度的变化与全球冰盖变化、温度、海平面变化密切相关,了解过去大气二氧化碳浓度的变化及对二氧化碳与气候之间关系的研究,是预测未来气候变化的重要手段。长链烯酮碳同位素是重建古大气二氧化碳分压(p CO2)的重要指标之一,广泛应用于新生代以来大气二氧化碳的重建。对长链烯酮重建大气二氧化碳的方法进行了综述,介绍了颗石藻长链烯酮的地球化学性质,回顾了二氧化碳被动扩散模型的发展、长链烯酮重建二氧化碳的指标的发展及其不确定性,颗石藻的碳浓缩机制以及新生代以来长链烯酮重建大气二氧化碳的地质记录。     

全球气候变化对森林生态系统影响的研究(述评)

由于大气中二氧化碳等温室气体浓度的急剧增加,全球气候正呈现变暖多雨的趋势。全球气候变化对森林生态系统影响的研究是现代森林生态学的一个重要发展方向。本文综述了全球气候变化对森林生态系统影响研究的目的、内容和主要方法。全球气候变化将不同程度地影响森林生态系统分布、组成、结构、功能和生产力,同时也将影响生物多样性。森林生态系统的长期定位监测、实验生态学和生态系统的计算机建模是开展全球气候变化对森林生态系统影响研究的主要方法。最后简要探讨了全球气候变化对我国森林生态系统影响研究的现状及存在的问题。