(廣東省惠州市第三中學 516001)
高中地理教材中氣候變化的內(nèi)容分別出現(xiàn)在:必修一第二章《地球上的大氣》第四節(jié)《全球氣候變化》,選修六環(huán)境保護第二章《環(huán)境污染與防治》第一節(jié)《大氣污染及其來源與危害》中的全球氣候變暖、臭氧層破壞、酸雨。下面詳細介紹氣候變化三方面的內(nèi)容。
(一)全球氣候變暖的概念
全球的氣候變暖已經(jīng)成為一種自然存在的現(xiàn)象。主要是因為人類大量的燃燒含有化石的燃料,或者是大量地砍伐森林并大量焚燒樹木,在這些物質(zhì)燃燒過程中會產(chǎn)生很多的二氧化碳等溫室氣體,這些二氧化碳氣體能強烈吸收地面輻射中的紅外線,導致地球溫度上升,即溫室效應。當溫室效應不斷積累,從而導致溫度上升,就會造成全球氣候變暖這一現(xiàn)象。
(二)全球氣候變暖的原因
1.人口數(shù)量急劇增加導致全球氣候變暖。全球氣候變暖的一個主要導致因素便是人口的急劇增加。人口的增加同樣也嚴重地威脅了自然界的生態(tài)環(huán)境平衡。因為每年人類排放的二氧化碳正在以驚人的速速增長,直接增加了大氣中的二氧化碳的含量,導致溫室效應的產(chǎn)生,進而直接影響了地球表面的氣候環(huán)境。
2.大氣環(huán)境污染導致全球氣候變暖。大氣環(huán)境的嚴重污染也是導致氣候變暖的一個重要因素,全球的環(huán)境污染已經(jīng)成為了人類急需解決的一個重要問題。
3.海洋生態(tài)環(huán)境惡化因素導致全球氣候變暖。人類生活中的大量固體廢棄物質(zhì)被倒入海洋,這些物質(zhì)中大部分為有毒有害的物質(zhì)。同時今年發(fā)生在海洋中的重大漏油事件以及人類對近海岸的生態(tài)環(huán)境的破壞等都可以對海洋環(huán)境產(chǎn)生重要影響。
4.地球的公轉(zhuǎn)軌跡變動導致全球氣候變暖。地球周期性公轉(zhuǎn)軌跡由橢圓形變?yōu)閳A形軌跡,距離太陽更近。根據(jù)科學家的研究,地球的溫度曾經(jīng)出現(xiàn)過高溫和低溫的交替,是有一定的規(guī)律性的。
5.土地侵蝕、沙化等破壞因素導致全球氣候變暖。地表植物能夠起到保持水土流失的作用,而大量的不適當?shù)霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動導致土壤侵蝕和沙漠化,例如,人類大量過度砍伐樹木、過度放牧以及開墾土地用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn),對于地表的植物產(chǎn)生嚴重的破壞作用。
6.森林資源銳減導致全球氣候變暖,由于人類對于森林的大量破壞或者是自然原因?qū)е碌纳置娣e銳減,都是導致全球氣候變暖的因素之一。
7.酸雨導致全球氣候變暖。酸雨早在20世紀的時候多集中在北美洲以及歐洲的發(fā)達國家,近年來在發(fā)展中國家也在大面積地蔓延,眾所周知,酸雨給環(huán)境造成的危害是非常嚴重的,可以導致湖泊酸化,森林被毀以及生物大量死亡,已受到全世界越來越多的國家的關(guān)注。
8.物種加速滅絕因素導致全球氣候變暖。地球上的生物是人類的一項寶貴資源,而生物的多樣性是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。但是地球上的生物物種正在以前所未有的速度消失。
9.水污染因素導致全球氣候變暖。環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)對水質(zhì)系統(tǒng)檢測項目的檢測結(jié)果表明,全球有10%左右的河水正在受到環(huán)境的污染,近年來隨著人類用水量的急劇增加,以及環(huán)境的水系統(tǒng)的污染面積的大量擴大,導致了人類對于淡水的供需矛盾。
10.有毒廢料污染因素導致全球氣候變暖。有毒化學品的不斷增加不僅嚴重威脅人類的生存,而且也嚴重地危害著地球的環(huán)境。
(三)全球變暖的影響
1.海平面上升。全球變暖可能會通過兩種過程導致海平面升高:第一種是海水受熱膨脹令水平面上升;第二種是北極及南極洲上的冰川溶解使海洋水份增加。
2.生態(tài)環(huán)境。冰川的消融導致海平面的升高,進而引起紅樹林和珊瑚礁、海岸灘涂濕地等生態(tài)群喪失,海岸受到侵蝕,海水入侵到沿海地下淡水層,導致沿海土地鹽漬化等,進而導致海岸、海灣、河口等自然生態(tài)環(huán)境失衡,給海岸帶生態(tài)環(huán)境帶來極大災難。
3.水循環(huán)。全球變暖會影響全球總體水循環(huán),使全球蒸發(fā)量加大,改變區(qū)域降水量和降水空間分布格局,增加降水極端異常事件的發(fā)生,以及地表徑流發(fā)生變化。隨著徑流減少,蒸發(fā)增強,全球變暖將加劇水資源的不穩(wěn)定性與供需矛盾。
4.氣候。全球氣候變暖使有的區(qū)域極端氣候事件(厄爾尼諾、干旱、洪澇、雷暴、冰雹、風暴、高溫天氣和沙塵暴等)頻率發(fā)生且強度不斷增加。
5.農(nóng)作物。全球的氣候變暖對作物的生長影響有利有弊。全球氣候變化直接影響全球的水循環(huán)系統(tǒng),使有的區(qū)域頻發(fā)旱災或洪災,導致農(nóng)作物不斷地減產(chǎn),且溫度過高嚴重影響種子生長。溫度的增加有利于高緯地區(qū)喜濕熱的農(nóng)作物提高產(chǎn)量。
6.人體健康。全球氣候變暖導致部分區(qū)域夏季高溫頻現(xiàn),引發(fā)心臟病及各種呼吸系統(tǒng)疾病的發(fā)生,還會造成某些傳染性疾病傳播。
(四)全球氣候變暖的對策
1.國家社會。第一,降低大氣環(huán)境中的二氧化碳的含量,現(xiàn)在最直接的辦法是大面積的植樹造林,擴大綠地面積,禁止濫砍濫伐樹木。利用大自然的光合作用固定和吸收大氣中的二氧化碳。使用清潔能源,開發(fā)新能源,提高能源利用率。第二,適應。有目的有計劃地改變當?shù)氐淖魑锲贩N和類別,使其慢慢地適應當?shù)氐臍夂蜃兓?,例如,日本的北部本來因為夏季溫度較低,并不適宜種植水稻,即便是種植產(chǎn)量也非常得低下。但是當?shù)赜心康牡匾M了抗寒的水稻品種,現(xiàn)在北海道不但可以種植水稻,就連最北端的北海道的水稻產(chǎn)量也非常得高。氣候的變化是一個緩慢的過程,只有及早地預測出氣候的變化趨勢,才能找到適宜的對策并順利實施。第三,降低二氧化碳排放量。國際上通過簽訂一些公約來自我約束溫室氣體的排放量,如《京都議定書》《聯(lián)合國氣候變化綱要公約》《巴厘路線圖》《哥本哈根議定書》。
2.公民。植樹種草,保護森林,合理節(jié)約地使用木、紙制用品。積極參加植樹活動。合理使用紙張和木材,拒絕一次性筷子。使用再生紙,用手帕代替紙巾。商店購物減少使用過度包裝。減少消費,減少廢棄物排放。盡量選擇乘坐公共交通工具。在選購車輛時選擇排量小的汽車,每月少開一天車。使用節(jié)能的電器、合理地使用電器。在家隨手關(guān)燈,選用節(jié)能洗衣機,合理使用空調(diào)。盡量少用電梯,使用冰箱注意節(jié)能。合理使用電腦、打印機。適時將電器斷電。
(一)酸雨的概念:人們一般把pH值小于5.6的降水稱為酸雨。酸雨不單指“雨”,也包括雪、雹、霧等各種酸性的降水形式。
(二)形成酸雨的物質(zhì):主要有硫氧化物和氮氧化物等。
(三)酸雨主要分布地區(qū)
世界最嚴重的三大酸雨區(qū)是西北歐、北美和中國。酸雨是全球性大氣環(huán)境污染現(xiàn)象,隨著經(jīng)濟發(fā)展,酸雨分布范圍亦有擴大的趨勢。我國酸雨主要是硫酸型,因為我國是以煤炭為主要能源。我國三大酸雨區(qū)分別為:華中酸雨區(qū)目前已成為全國酸雨污染范圍最大,中心強度最高的酸雨污染區(qū);西南酸雨區(qū)是僅次于華中酸雨區(qū)的降水污染嚴重區(qū)域;華東沿海酸雨區(qū)的污染強度低于華中、西南酸雨區(qū)。
(四)酸雨的危害
1.水生生態(tài):使河湖水酸化,影響魚類生長繁殖,乃至大量死亡。
2.土壤生態(tài):使土壤酸化,造成養(yǎng)分淋失,影響微生物的活性,使土壤肥力降低,導致農(nóng)作物減產(chǎn)。
3.植物生長:腐蝕樹葉,使光合作用受阻,影響森林生長,林木成片死亡。
4.建筑物:腐蝕石材、鋼材,造成建筑物、鐵軌、橋梁和文物古跡的損壞。
5.人體健康:酸雨可使兒童免疫力下降,易感染慢性咽炎和支氣管哮喘,致使老人眼睛、呼吸道患病率增加。
(五)酸雨的防治措施
1.開發(fā)新能源,如太陽能,水能,潮汐能,地熱能等。
2.使用燃煤脫硫技術(shù),減少二氧化硫排放。
3.工業(yè)生產(chǎn)排放氣體處理后再排放。
4.少開車,多乘坐公共交通工具出行。
5.使用天然氣等較清潔能源,少用煤。
(一)臭氧層的概念
臭氧層是大氣層的平流層中臭氧濃度相對較高的部分,其主要作用是吸收短波紫外線。自然界中的臭氧層大多分布在離地20~50km千米的高空,臭氧層中的臭氧主要是紫外線制造。
(二)臭氧層的作用
1.保護作用,臭氧層能夠吸收太陽光臭氧層阻擋紫外線中的波長306.3nm以下的紫外線,保護地球上的人類和動植物免遭短波紫外線的傷害。只有長波的紫外線(UV-A)和少數(shù)中波紫外線(UV-B)能夠輻射到地球表面,中波的紫外線對于生物細胞的傷害要比長波的紫外線要嚴重得多。臭氧層對于中波紫外線的阻擋無形中保護了地球上的生物,促進了生物的繁衍。
2.加熱作用。臭氧對于太陽光中的紫外線的吸收可以將其轉(zhuǎn)變成熱能,對大氣起到加熱的作用,正是由于這種作用,使大氣層在50千米的高度形成一個峰值,是地球表面上空的15-50千米處產(chǎn)生一個升溫層。臭氧的存在促使了地球表面平流層的產(chǎn)生,而地球以外的空間由于沒有臭氧和氧氣,故也不存在平流層。同時大氣的這種臭氧結(jié)構(gòu)對于大氣的循環(huán)起到一個重要的作用。
3.溫室氣體的作用。在對流層的頂部和平流層下部的區(qū)域,臭氧同樣起到很重要的作用。如果這個高度的臭氧大量減少,會使地球表面的溫度迅速下降??梢姡粞醯母叨确植技白兓菢O其重要的。
對流層中的臭氧吸收掉太陽放射出的大量對人類、動物及植物有害波長的紫外線輻射,為地球提供了一個防止紫外輻射有害效應的屏障。但另一方面,臭氧遍布整個對流層,卻起著溫室氣體的不利作用。在平流層中臭氧耗損,主要是通過動態(tài)遷移到對流層,在那里得到大部分具有活性催化作用的基質(zhì)和載體分子,從而發(fā)生化學反應而被消耗掉。
(三)臭氧層破壞的原因
1.當氟氯碳化物漂浮在空氣中時,由于受到陽光中紫外線的影響,開始分解釋出氯原子出來。
2.這些氯原子的活性極大,常喜歡與其他物質(zhì)結(jié)合。因此,當他遇到臭氧的時候,便開始產(chǎn)生化學變化。
3.臭氧被迫分解成一個氧原子及一個氧分子,而氯原子就與氧原子相結(jié)合。
4.可是當其他的氧原子遇到這個氯氧化和的分子,就又把氧原子搶回來,組成一個氧分子,而恢復成單身的氯原子就又可以去破壞其他的臭氧了。
(四)臭氧層破壞的影響
臭氧層被大量損耗后,吸收紫外輻射的能力大大減弱,導致到達地球表面的紫外線B明顯增加,給人類健康和生態(tài)環(huán)境帶來多方面的影響。1.對人的神奇健康產(chǎn)生嚴重影響,例如,可引發(fā)皮膚癌、眼部疾病、傳染疾?。?.少數(shù)的陸上植物的產(chǎn)量會受到嚴重影響,如番茄、瓜類、土豆、甜菜等等;可導致森林草地等的衰退。危機生物多樣性和自然生態(tài)平衡;3.對水生生物產(chǎn)生影響,影響水生生態(tài)系統(tǒng)的平衡,使海洋中的低級事物數(shù)量嚴重減少,淺水中的貝類和魚類的活動受到影響,導致大量死亡;4.加速合成材料的老化,例如,導致噴涂材料、包裝材料以及建筑材料的老化。5.全球氣候變暖,產(chǎn)生“溫室效應”,海平面上升。
(五)解決臭氧層破壞問題的防治措施
1.最根本的措施在于盡早開發(fā)代用品。代用品的開發(fā)應考慮:①具有優(yōu)異的物化性能;②價格適宜,能被市場接受;③對臭氧破壞潛能(ODP)低;④溫室效應潛能(GWP)低。
2.合理使用,控制排放。氯氟烴的代用品需要相當一段時間才能完全取代氯氟烴,因此,在此期間內(nèi)合理節(jié)省使用氯氟烴及在運輸、保管、使用、維修、制品廢棄各環(huán)節(jié)控制排放也是一項重要措施。
3.回收和再生。開發(fā)氯氟烴回收再生技術(shù)對控制排放,節(jié)省資源,降低制品成本,代用品順利轉(zhuǎn)換等均有重要意義,而且這項技術(shù)還可應用于代用品回收?;厥蘸驮偕椒ㄊ且罁?jù)氯氟烴的種類、排氣量、濃度、產(chǎn)生源來選擇的,以求經(jīng)濟合理及保證再生品質(zhì)量。
4.分解和破壞。在氯氟烴混有多種雜質(zhì)或回收后的二次處理等不適于采用回收再生技術(shù)的情況下,采用分解破壞的方法不失為一種現(xiàn)實選擇。