《气候与气候变化》课件

气候与气候变化欢迎来到《气候与气候变化》课程，本课程将全面探讨气候系统、变化规律及人类影响我们将基于最新的科学研究与全球气候趋势，通过张精心设50计的幻灯片，深入浅出地为您介绍气候科学的理论与实践气候变化是当今人类面临的最大全球性挑战之一通过本课程，您将了解气候系统的复杂性，认识气候变化的原因与影响，并探索可能的应对方案让我们一起踏上这段探索地球气候奥秘的旅程课程目标理解基本概念掌握气候与天气的基本概念及区别，理解它们在时间尺度和变化特性上的根本差异掌握系统组成学习气候系统的五大组成要素及其相互作用机制，理解气候系统的整体性和复杂性分析分布规律分析全球气候分布规律及影响因素，了解不同地区气候特征形成的原因探讨应对措施探讨气候变化的原因、影响及应对措施，培养科学认识和环保意识第一部分气候学基础气候与天气的区别理解短期天气与长期气候特征的本质差异气候系统的五大组成部分探索大气圈、水圈、冰雪圈、岩石圈和生物圈的相互作用气候要素与气候因子分析决定气候特征的关键要素和影响因素气候学基础部分将为您奠定理解气候系统的基础知识框架通过学习这一部分内容，您将能够区分气候与天气的概念，认识气候系统的复杂组成，以及掌握影响气候的关键要素和因子这些基础知识将有助于您更深入地理解后续章节中的气候变化问题气候与天气的区别天气气候天气是指特定地点、特定时间的大气状态，具有短暂性和高度变气候则是长期的大气状态统计特征，表现为稳定性和持久性它化性它可能在几小时内显著变化，如晴转多云、骤雨转晴等现反映的是几十年甚至上百年的平均状态和变化趋势，不受短期波象动影响天气预报通常只能相对准确地预测未来几天的情况，且准确性随气候预测关注的是长期趋势，如某地区夏季平均温度的变化趋势预报时间延长而降低天气关注的是具体事件，如某一天是否下气候研究需要长期观测数据，通常需要至少年的气象记录才30雨、气温多少等能得出有意义的气候特征气候系统的组成水圈大气圈包括海洋、河流、湖泊、地下水等，占地球表面，是热量的重要储存库，包围地球的气体包层，含氮、氧、二氧71%通过洋流输送热量化碳等气体，是温室效应的主要场所，直接影响地表温度冰雪圈包括极地冰盖、高山冰川、海冰和积雪，高反照率影响地球能量平衡，储存了地球大部分淡水生物圈岩石圈地球上所有生物及其活动，通过光合作用、呼吸作用和人类活动影响碳循环和地球表面的土壤、岩石层，影响大气成大气成分分，提供矿物质养分，地形变化影响局地气候气候要素气温降水反映空气冷热程度的物理量，是包括雨、雪、霜、雾等形式的水最基本的气候要素气温的分布汽凝结现象降水的多少和分布和变化直接影响人类的生活和生决定了地区的干湿状况，直接影产活动，决定了植物生长周期和响水资源可用性和生态系统类型农作物分布全球气温呈现出从全球降水分布不均，热带地区和赤道向两极递减的规律迎风坡降水丰富气压、湿度与风气压是单位面积上的大气压强，决定大气运动方向；湿度表示空气中水汽含量，影响人体舒适度；风是空气水平运动现象，负责输送热量、水汽和污染物，形成各种天气系统气候因子纬度位置海陆分布地形地势纬度决定了太阳辐射的入射角海洋和陆地的热容量差异显著，山脉走向、高度、坡向和坡度度和强度，是影响地区气候最导致同纬度下海洋和陆地的气都会影响局地气候高山阻挡基本的因子赤道地区接收的温变化不同海洋温度变化缓气流，形成迎风坡多雨、背风太阳辐射最多，向两极递减，慢，而陆地温度变化迅速，形坡少雨的现象；海拔每升高形成了全球的热量梯度和大气成了大陆性气候和海洋性气候米，气温大约下降℃，

1000.6环流的差异形成垂直气候带洋流与人类活动暖流使沿岸地区冬季温暖，寒流使沿岸地区夏季凉爽人类活动通过改变土地利用、排放温室气体等方式，正在成为影响气候的重要因子，导致全球气候变化第二部分气温气温的概念与测量方法全球气温分布规律探讨气温的科学定义及其精确测量技术研究气温的空间分布特征及成因气温的日变化与年变化等温线图的判读分析气温在不同时间尺度上的变化规律掌握气温分布图的解读方法与应用气温是最基本的气候要素，它直接影响着人类的生活和各种生产活动通过本部分的学习，您将深入了解气温的科学概念、变化规律以及全球分布特征，为理解气候系统的整体运行机制奠定基础气温的概念米℃

1.

50.6标准测量高度气温直减率气象观测中，气温的标准测量高度为离地在对流层内，海拔每升高米，气温平100面米均下降约℃

1.

50.6287K全球平均气温以开尔文计，地球表面平均气温约为287K（相当于℃）14气温是表示空气冷热程度的物理量，它反映了空气分子的平均动能在气象学中，我们通常使用摄氏度℃作为气温的计量单位，也可使用华氏度℉或开尔文为确保测量的K准确性和可比性，气象观测中的气温都是在标准气象百叶箱内测量的，以避免阳光直射和雨水的影响气温的日变化气温的年变化春季夏季温度逐渐回升，日照时间增长温度达到全年最高，日照时间最长冬季秋季温度降至全年最低，日照时间最短温度逐渐下降，日照时间缩短气温的年变化是指一年中各月气温的变化过程年较差是指一年中最热月与最冷月平均气温之差，它反映了地区气温年变化的幅度影响年较差的主要因素是纬度和海陆位置赤道地区太阳高度角年变化小，因此年较差很小，通常不超过℃；而中高纬度地区太阳高度角年变化大，年较差也大，可达℃以上大陆内部540年较差大，海洋和沿海地区年较差小，这是由于陆地和海洋的热容量差异造成的全球气温分布规律纬度规律气温总体上从赤道向两极递减，这是由太阳辐射强度的纬向分布决定的赤道地区接收的太阳辐射最多，两极地区最少，形成了全球气温的基本分布格局海陆差异同纬度下，冬季陆地气温低于海洋，夏季陆地气温高于海洋这导致了海洋性气候和大陆性气候的区别海洋性气候温和湿润，年较差小；大陆性气候冬冷夏热，年较差大地形影响地形对气温的影响主要表现为高度效应和地形遮挡效应随着海拔升高，气温逐渐降低；山地对气流的阻挡也会影响气温分布，形成多种局地气候洋流影响暖流经过的地区，气温比同纬度其他地区高；寒流经过的地区，气温则相对较低北大西洋暖流使西欧冬季气温比同纬度的东北亚高出℃以上10等温线图的判读等温线定义与性质等温线是连接气温相等各点的线，同一条等温线上的各点气温相等等温线不会相交，在大多数情况下，等温线与地形等高线走向基本一致等温线分布特点等温线密集处表示气温水平梯度大，气温变化剧烈；等温线稀疏处表示气温水平梯度小，气温变化缓慢陆地上等温线弯曲较多，海洋上等温线较为平直闭合等温线判读闭合的等温线表示温度中心，中心气温高于周围为高温中心，中心气温低于周围为低温中心高温中心内等温线数值向中心递增，低温中心内等温线数值向中心递减实际应用意义等温线图是分析气温空间分布特征的重要工具，可用于天气预报、农业规划、建筑设计等领域等温线图还可以反映气候变化趋势，为环境保护和气候应对提供科学依据第三部分降水降水的概念与测量了解降水的基本定义和科学测量方法降水的时空分布分析降水在时间和空间上的变化规律全球降水分布规律掌握全球降水的带状分布特征降水类型认识不同形成机制和形态的降水现象降水是水循环中的重要环节，是气候系统中水分传输的关键过程本部分将系统介绍降水的基本概念、测量方法、时空分布规律以及各种降水类型，帮助您全面了解降水在气候系统中的重要作用及其与人类活动的密切关系降水的概念与测量降水的定义降水的测量降水是指从云中降落到地面的液态或固态水，包括雨、雪、冰雹降水量是指单位时间内降落在水平面上的水层深度，通常用毫米等多种形式从物理学角度看，降水是大气中水汽凝结后因重力表示例如，日降水量表示如果雨水不蒸发、不mm10mm作用落到地面的现象，是全球水循环的重要环节渗透、不流走，将在水平地面上形成深的水层10mm降水的形成需要三个条件充足的水汽、上升的气流和水汽凝结测量降水的主要工具是雨量筒和自动雨量站雨量筒是一种简单的冷凝核这三个条件缺一不可，是理解各种降水现象的基础的圆柱形容器，口径，用于收集和测量降水量自动200cm²雨量站则可以实时记录降水数据，提高监测效率降水的时空分布日变化热带地区常在午后出现对流性降水，这是由于地面受热强烈，空气上升形成对流云所致温带地区多在夜间和清晨出现降水，这与大气辐射冷却和锋面活动有关季节变化季风区降水季节性变化明显，雨季和旱季分明如亚洲季风区夏季风带来丰沛降水，形成雨季；冬季风则带来干燥天气，形成旱季热带地区可能出现双雨季现象年际变化全球降水在年际间也存在显著波动，主要受厄尔尼诺南方震荡等大尺度气候现象影响厄尔尼诺年东亚夏季风减弱，华北地区易发生干旱；拉尼娜年则相反-ENSO全球降水分布规律极地地区中纬度地区极地地区气温低，空气中含水量少，副热带高压带南北纬°°地区受西风带和降水稀少，但由于蒸发量更低，形赤道低压带40-60南北纬°°地区受下沉气流锋面系统影响，降水适中且季节分成了永久性冰雪覆盖南极和格陵20-30赤道附近是全球降水量最丰富的地控制，空气干燥，降水稀少，形成配较均匀西风带将海洋水汽输送兰等地的年降水量折合成水量通常区，年降水量可达2000mm以上了世界主要荒漠带撒哈拉沙漠、到大陆，与极地冷气团交汇形成锋不超过，是典型的极地荒250mm这里常年高温多雨，对流活动强烈，阿拉伯沙漠、澳大利亚中部沙漠等面降水欧洲、北美东部、东亚等漠气候形成了广大的热带雨林气候区亚都位于此带这些地区年降水量通地区属于此类型马逊流域、刚果盆地和东南亚群岛常不足250mm是典型代表区域降水类型按成因分类按形态分类对流性降水由空气强烈上升引起，多发生在午后，呈阵性，强雨液态降水，根据强度可分为毛毛雨、小雨、中雨、大雨和暴度大但历时短，如热带雷阵雨雨锋面性降水由冷暖气团交汇形成锋面系统引起，范围广，持续雪固态降水，气温低于℃时水汽直接凝华或雨滴冻结形成0时间长，多发生在中纬度地区地形性降水气流遇山地抬升凝结形成，迎风坡多雨，背风坡少冰雹强对流天气中形成的固态降水，直径可达数厘米，具有很雨，如喜马拉雅山南坡的季风降水强的破坏性霜、露不是真正的降水，而是近地面水汽直接凝结或凝华形成的水滴或冰晶特殊降水类型包括酸雨（值低于的酸性降水，由大气污染物引起）、血雨（含有红色沙尘或微生物的雨水）和黄雨（含有大量pH

5.6黄色沙尘的雨水，常见于沙尘暴后）等，这些特殊降水现象往往与大气环境问题密切相关第四部分气压与风气压和风是气候系统中驱动大气运动的关键要素气压差异是风形成的根本原因，而风则是大气中热量、水汽和物质传输的主要载体本部分将详细介绍气压的概念与测量方法、全球气压带和风带的分布规律、季风环流系统以及各种局地环流现象通过学习这一部分内容，您将理解气压与风的形成机制及其在气候系统中的重要作用，这对于理解全球大气环流和区域气候特征具有重要意义气压概念与测量

1013.25100标准大气压气压单位换算hPa海平面上的平均气压值，等于毫米汞柱百帕帕斯卡7601hPa=100Pa10-12每百米气压下降hPa气压随高度增加而降低，约每百米下降10-12hPa气压是指单位面积上受到的大气压强，它反映了空气的重量地球表面的平均气压约为百帕，等于毫米汞柱或个标准大气压气压是形成风的根本原因，

1013.25hPa

7601.01325气压差异越大，风速越大测量气压的主要仪器包括水银气压计和空盒气压表水银气压计利用气压平衡水银柱重力的原理，精度高但不便携带；空盒气压表利用气压变化导致的弹性体形变，便于携带但精度稍低气象台站通常同时使用两种仪器进行相互校验全球气压带和风带分布赤道低压带副热带高压带赤道附近受强烈太阳辐射影响，形成上南北纬°附近的下沉气流区，形成持30升气流和低压带，无明显恒定风向，多续性高压，产生信风，天气晴朗干燥对流性降水极地高压带中纬度低压带两极地区冷空气下沉形成高压中心，产南北纬°附近的上升气流区，形成低60生极地东风，天气寒冷干燥压带，盛行西风，锋面活动频繁全球气压带和风带呈纬向分布，但受海陆分布和季节变化影响会发生南北移动和强弱变化北半球冬季，大陆上形成强大的冷高压；夏季则形成热低压这种季节性变化是季风形成的重要原因气压带和风带的分布决定了全球大气环流格局，是理解全球气候分布的关键季风环流系统季风定义季风是指随季节交替而发生方向显著改变的风系，冬夏风向相反或接近相反季风是全球最重要的气候系统之一，影响着全球约一半的人口形成原因季风形成的根本原因是海陆热力性质差异夏季陆地迅速升温形成热低压，海洋相对形成冷高压，风从海洋吹向陆地；冬季陆地迅速降温形成冷高压，海洋相对形成暖低压，风从陆地吹向海洋亚洲季风亚洲季风是全球最强大的季风系统，夏季盛行西南风带来丰沛降水，冬季盛行东北风带来干燥寒冷天气青藏高原的热力和动力作用是亚洲季风形成的重要因素之一影响季风气候区降水季节分配极不均匀，雨季和旱季分明季风异常会导致严重的旱涝灾害，如印度季风减弱可能导致大范围干旱季风研究对气候预测和防灾减灾具有重要意义局地环流海陆风海陆风是沿海地区常见的局地环流白天陆地升温快，形成热低压，风从海洋吹向陆地，称为海风；夜间陆地降温快，形成冷高压，风从陆地吹向海洋，称为陆风海陆风环流可影响沿海地区气温和污染物扩散山谷风山谷风是山地地区常见的局地环流白天山坡受热强烈，形成上升气流，风从谷地吹向山坡，称为谷风；夜间山坡冷却迅速，形成下沉气流，风从山坡吹向谷地，称为山风山谷风对山区气候和生态有重要影响城市热岛效应城市热岛效应是指城市气温显著高于周围郊区的现象这是由城市建筑材料、人类活动热排放、绿地减少等因素造成的城市热岛效应可形成从郊区到市中心的环流，影响城市气候和空气质量第五部分世界气候类型气候分类方法探索不同气候分类体系的原理与应用主要气候类型特征了解全球主要气候类型的显著特点全球气候分布规律掌握气候分布的基本规律和成因中国气候特点认识中国气候的区域差异和形成原因世界气候类型多种多样，从炎热潮湿的热带雨林气候到冰冷干燥的极地气候，每种气候类型都有其独特的温度和降水特征本部分将系统介绍气候分类方法、主要气候类型特征、全球气候分布规律以及中国气候特点，帮助您建立完整的世界气候知识体系气候分类方法遗传分类法形态分类法遗传分类法根据气候形成的原因形态分类法根据气候要素特征进进行分类，如按气团活动将气候行分类，主要考虑温度和降水的分为赤道气团区、热带气团区、数值特征例如，根据月平均气温带气团区和极地气团区这种温和年降水量将气候划分为不同分类方法注重气候形成的物理机类型这种方法直观易懂，但缺制，有助于理解气候成因，但分乏对气候成因的解释类边界常不明确柯本气候分类柯本气候分类是最广泛使用的气候分类方法，结合温度、降水与植被分布特征进行分类它将世界气候分为热带、干旱、温带、寒带和ABCD极地五大类，每类又细分为多个亚类这种分类方法简明实用，被广泛E应用于气候研究和教学主要气候类型特征热带气候特征为全年高温，年平均气温通常超过℃，年较差小于℃降水方面，热带雨林气候全年多雨，热带季风气候和热带草205原气候则有明显的干湿季之分热带地区植被从常绿雨林到稀疏草原不等，取决于降水量亚热带和温带气候温度适中，有明显的季节变化地中海气候冬季温和多雨，夏季炎热干燥；温带海洋性气候全年温和湿润；温带大陆性气候冬冷夏热，年较差大温带地区植被从常绿硬叶林到落叶阔叶林和草原不等寒带气候冬季漫长严寒，夏季短暂凉爽，主要植被为针叶林和苔原全球气候分布规律纬向分布规律气候从赤道到两极呈带状分布，这是由太阳辐射的纬向差异造成的从赤道向极地依次是热带雨林气候、热带草原气候、热带荒漠气候、亚热带气候、温带气候、寒带气候和极地气候经向差异同一纬度带内，东西岸气候差异明显这主要是由海陆热力性质差异和洋流影响造成的一般来说，西岸受暖流影响温和湿润，东岸受寒流影响相对较冷干地形影响燥，大陆内部则呈现大陆性气候特征高山气候垂直变化明显，从山麓到山顶可能出现多种气候类型，形成垂直气候带例如，赤道高山从山麓到山顶可依次出现热带、温带、寒带和极地气候特海陆影响征，被称为一山有四季大陆内部与沿海气候差异显著沿海地区受海洋调节，气温变化小，降水较丰富，呈海洋性气候特征；大陆内部远离海洋影响，气温年较差和日较差大，降水较少，呈大陆性气候特征中国气候特点季风气候显著气候类型多样地区差异明显中国东部地区受季风影响显著，中国地域辽阔，跨越多个气候带，中国气候呈现出明显的东湿西干，形成了典型的季风气候夏季，从热带到寒带的气候类型俱全南热北冷格局年降水量从东南来自海洋的暖湿气流带来丰沛降南部的海南岛属于热带气候，北沿海的毫米逐渐减1500-2000水；冬季，来自西伯利亚的冷空部的黑龙江省属于寒温带气候，少到西北内陆的不足毫米；200气导致寒冷干燥天气西部内陆西部的青藏高原则有独特的高原年平均气温从南部的℃以上递20远离海洋，受季风影响较弱，属山地气候，气候类型丰富多样减到北部的℃以下，区域差异0于非季风区极为显著气象灾害频发中国位于东亚季风区，气象灾害种类多、频率高、强度大南方地区常受洪涝和台风灾害影响，北方地区则常遭受干旱和沙尘暴袭击气候变化加剧了这些极端天气事件的频率和强度，防灾减灾任务艰巨第六部分气候系统大气环流系统研究全球大气运动的基本规律与气候意义海洋环流系统探索海洋环流对全球气候的调节作用水循环过程分析全球水分在各圈层间的转换与平衡碳循环过程理解碳元素在气候系统中的迁移与转化气候系统是一个复杂的多圈层耦合系统，包括大气环流、海洋环流、水循环和碳循环等多个子系统这些子系统相互作用、相互影响，共同维持着地球的能量平衡和物质循环本部分将深入探讨气候系统的各个组成部分及其相互关系，帮助您全面理解气候系统的运行机制大气环流系统哈德莱环流哈德莱环流是低纬热带地区的热力环流，由赤道上升气流和副热带下沉气流组成赤道地区强烈太阳辐射使空气升温膨胀上升，形成低压带；气流上升至高空后向南北两极流动，在南北纬°附近因冷却下沉，形成副热带高压带30费雷尔环流费雷尔环流位于中纬度地区，连接副热带高压带和极锋低压带这一环流受地转偏向力影响显著，在北半球表现为西南风，在南半球表现为西北风费雷尔环流是中纬度天气系统的主要驱动力，与锋面气旋活动密切相关极地环流极地环流位于高纬度地区，连接极锋低压带和极地高压极地地区因太阳辐射弱、长波辐射散失强而形成高压，空气下沉后向低纬流动，与中纬度暖空气相遇形成极锋极地涡旋的强弱变化可影响中高纬度天气这三个环流圈构成了全球大气环流的基本格局，是全球能量和水分传输的主要渠道它们的相互作用和季节性变化影响着全球气候分布和变化理解大气环流系统对于气候分析和预测至关重要海洋环流系统表层环流深层环流现象ENSO表层环流主要受风力驱动，在北半球呈顺深层环流又称热盐环流，是由海水温度和厄尔尼诺南方震荡是热带太平洋-ENSO时针方向流动，南半球呈逆时针方向流动，盐度差异驱动的全球性深海流动北大西海温和大气压的周期性变化厄尔尼诺期形成五大洋流系统暖流如墨西哥湾流向洋高密度冷水下沉，沿海底向南流动，经间，太平洋东部海温异常升高，西部降水高纬输送热量，寒流如秘鲁寒流向低纬输过南大洋后分别进入印度洋和太平洋，形减少；拉尼娜期间则相反是全球ENSO送冷水，共同调节全球热量分布成了被称为大洋传送带的全球海洋环流最显著的年际气候变率，可影响全球多地系统的天气和气候水循环过程蒸发与蒸腾水汽输送与凝结海洋、湖泊和土壤水分受热蒸发，植物通过叶大气环流输送水汽，遇冷凝结形成云片蒸腾径流与渗透降水过程地表水汇集成河流，部分渗入地下形成地下水云中水滴或冰晶长大后，以雨、雪等形式降落水循环是水在大气、水圈、岩石圈和生物圈之间不断循环流动的过程全球的水存在于海洋中，仅为淡水，而其中大部分又被锁定在极地冰盖和97%3%冰川中水循环是连接气候系统各组成部分的重要纽带，对能量平衡、物质迁移和生态系统功能具有重要影响人类活动通过改变土地利用、过度开采地下水、修建水库等方式干扰着自然水循环气候变化导致的极端降水事件增加和干旱加剧也改变了水循环模式，进而影响生态系统和人类社会碳循环过程大气中的碳主要以形式存在，是重要温室气体CO2碳的来源自然排放、化石燃料燃烧和土地利用变化碳的汇海洋吸收、植被光合作用和土壤固碳碳循环平衡人类活动导致碳循环失衡，促进气候变化碳循环是碳元素在地球系统各圈层间迁移、转化的过程工业革命前，大气中的二氧化碳浓度约为，维持相对稳定；而现今已超过，并继续以每年约280ppm410ppm的速度增加这一变化主要由人类活动引起，化石燃料燃烧每年向大气排放约亿吨碳，其中约一半被海洋和陆地生态系统吸收，另一半则留在大气中2ppm90碳循环失衡导致大气中二氧化碳浓度上升，增强了温室效应，是当前全球变暖的主要原因了解碳循环过程对于理解气候变化机制和制定减缓策略至关重要第七部分气候变化气候变化的概念深入理解气候变化的科学定义、时间尺度和评估方法，为后续讨论奠定基础气候变化涉及的不仅是温度变化，还包括降水模式、风暴频率等多方面变化气候变化的自然因素分析太阳活动、轨道参数变化、火山活动等自然因素对气候的影响机制和时间尺度，理解地球气候系统的自然变率气候变化的人为因素研究温室气体排放、气溶胶影响、土地利用变化等人类活动如何影响气候系统，量化各因素的相对贡献全球气候变化的观测事实通过科学观测数据展示气候变化的确凿证据，包括气温上升、海平面上升、冰川退缩和极端天气事件增加等现象气候变化的概念科学定义时间尺度评估方法气候变化是指气候系统在较长时间尺度上气候变化涉及的时间尺度从十年、百年到气候变化的评估主要通过两种方法一是的统计特征变化，包括平均状态的变化和千年甚至百万年不等不同时间尺度的气直接观测，利用气象站网络、卫星遥感等变率的变化根据联合国气候变化框架公候变化由不同机制驱动千年至百万年尺技术获取现代气候数据；二是代用资料重约的定义，气候变化特指由人度的变化主要受地质和天文因素影响；百建，利用树轮、冰芯、海底沉积物等自然UNFCCC类活动直接或间接改变全球大气成分而造年尺度的变化则可能受自然因素和人类活记录重建过去气候这些方法相互补充，成的气候改变，它与自然气候变率是有区动共同影响；而当前观测到的快速变化主共同构建了完整的气候变化图景别的要由人类活动驱动气候变化的自然因素太阳活动变化轨道参数变化太阳是地球能量的主要来源，其活动的变化会影响到达地球的辐塞尔维亚科学家米兰科维奇提出，地球轨道参数的周期性变化是射量太阳黑子数量的年周期变化可导致太阳辐射强度小幅冰期间冰期循环的主要驱动力这些参数包括地球轨道偏心率11-波动，通常在左右虽然这种变化相对较小，但通过一些（约万年周期）、地轴倾角（约万年周期）和岁差（约

0.1%

104.1放大机制可能对气候产生影响万年周期）

2.3历史上的小冰期年曾与太阳黑子极小期（蒙德轨道参数变化改变了太阳辐射的季节和纬度分布，虽然不改变总1645-1715极小期）相对应，表明太阳活动可能与长期气候变化有一定关联量，但可能触发气候系统的正反馈机制，最终导致全球气候的显然而，近几十年来观测到的全球变暖趋势与太阳活动变化并不相著变化这一理论已被冰芯和海洋沉积物记录所支持，被认为是符理解第四纪冰期间冰期循环的关键-气候变化的人为因素415ppm当前浓度CO2已远高于过去万年中的最高值80280ppm℃

1.0工业化以来升温全球平均气温自工业革命前已上升约℃

1.075%人为贡献比例估计人类活动贡献了当前变暖的大部分IPCC40%森林覆盖率下降全球森林覆盖率自农业革命以来下降约40%温室气体排放是人类活动影响气候的主要途径二氧化碳、甲烷、氧化亚氮和卤代烃等温室气体通过增强大气的温室效应导致CO2CH4N2O全球变暖工业革命以来，人类活动已向大气中排放了超过万亿吨，使大气浓度从约上升到超过，创下近百万年来2CO2CO2280ppm410ppm的最高水平气溶胶影响、土地利用变化和城市热岛效应等也是重要的人为因素这些因素叠加作用，导致了当前观测到的全球气候变化，其速率远超过过去自然变化的速率，对生态系统和人类社会构成严峻挑战全球气候变化的观测事实第八部分气候变化影响气候变化不仅仅是一个环境问题，它对自然系统和人类社会的方方面面都产生着深远影响本部分将系统讨论气候变化对自然生态系统、水资源、粮食安全、人体健康、经济发展等方面的影响，特别关注中国面临的具体挑战，并识别全球最脆弱的区域和系统了解气候变化的广泛影响有助于我们认识问题的严重性，为采取有效的适应和减缓行动提供科学依据同时，这也提醒我们，气候变化的影响具有高度的不平等性，不同地区和人群所受影响差异显著对自然系统的影响生态系统水资源与海洋气候变化导致生物物候期改变，如植物提前开花、鸟类提前迁徙气候变化改变了降水格局，加剧了干旱与洪涝并存的矛盾冰川等温度带的北移速率可达每十年公里，而许多物种难以跟上退缩威胁依赖冰雪融水的河流流域的水安全，影响数亿人口地6这一变化速率，面临适应或灭绝的压力下水超采与海平面上升导致沿海地区咸水入侵，破坏淡水资源气候变化与栖息地破碎化、污染等因素叠加，加剧了生物多样性丧失评估认为，如果全球升温超过℃，将有海洋吸收了约的人为排放，导致海水酸化，值已下IPCC

1.520-30%CO2pH的物种面临灭绝风险，特别是分布范围狭窄、迁移能力弱降个单位酸化威胁珊瑚礁、贝类等钙化生物，破坏海洋食30%

0.1的物种物链同时，海洋变暖也导致了珊瑚白化、有害藻华增加等问题对人类社会的影响农业生产人体健康气候变化通过改变温度、降水和极气候变化通过多种途径影响人类健端天气事件影响农业生产温带地康热浪直接导致热应激、中暑甚区轻度升温可能暂时增加产量，但至死亡；媒介传播疾病如疟疾、登热带地区即使轻微升温也会导致减革热的分布区扩大；洪水、干旱等产据预测，全球升温℃将使主极端事件造成伤亡和心理健康问题；2要粮食作物产量下降气象条件变化加剧空气污染和过敏5-20%浓度升高的施肥效应可能部原暴露世界卫生组织估计，CO2分抵消负面影响，但同时也降低了年间气候变化每年2030-2050作物的营养价值将导致万人额外死亡25经济与社会影响气候变化对经济的影响包括基础设施损毁、农业损失、劳动生产力下降和能源需求变化等斯特恩报告估计，如不采取行动，气候变化可能导致全球损GDP失气候变化还可能加剧贫富差距，因为贫困社区往往更脆弱，适应能5-20%力更弱此外，气候压力可能导致资源争夺加剧、人口迁移增加，威胁区域稳定与安全对中国的影响水资源压力北方干旱加剧，南方洪涝风险增加农业生产种植区北移，作物产量和质量面临挑战沿海地区海平面上升威胁经济发达的沿海城市脆弱生态4青藏高原升温速率高，生态系统受威胁中国是气候变化影响最为显著的国家之一近年来，中国年平均气温上升了℃，高于全球平均水平气候变化导致中国水资源分布更加不均，南涝北旱趋势加

501.2剧黄河流域水资源减少，面临严重水危机；长江流域极端降水增加，洪涝灾害频发中国农业生产受气候变化影响明显，主要粮食作物适宜区北移，传统种植格局被打破沿海地区作为中国经济最发达区域，面临海平面上升、风暴潮增强等威胁青藏高原作为亚洲水塔，其冰川加速消融不仅影响高原生态，还关系到下游数亿人口的水安全应对这些挑战需要全面的适应策略和减缓措施脆弱区域与系统小岛屿国家极地地区小岛屿发展中国家特别脆弱，面临海平面上北极地区升温速率是全球平均的倍，2-3升、海水入侵、极端天气事件增强等多重威表现为海冰迅速减少、永久冻土融化、生态胁一些低洼岛屿如图瓦卢、基里巴斯可能系统改变等北极变暖影响全球气候模式，在本世纪内大部分领土被淹没，面临国家存并可能通过甲烷释放等正反馈机制加速全球1亡危机变暖干旱半干旱地区沿海大城市撒哈拉以南非洲、中东、中亚等干旱半干旱上海、纽约、东京等沿海大城市面临海平面地区面临水资源短缩加剧、荒漠化扩大、极上升和风暴潮增强的双重威胁据估计，全端高温增加等威胁这些地区往往经济欠发球有约亿人口生活在海拔不到米的沿1010达、适应能力弱，且人口增长压力大，气候海地区，气候变化将对这些人口密集、基础变化可能引发严重人道主义危机设施集中的区域构成严峻挑战第九部分气候变化应对减缓策略国际合作降低温室气体排放，减缓气候变化速率构建应对气候变化的全球治理体系适应策略中国行动提高社会生态系统的适应能力和韧性中国在应对气候变化中的责任与贡献面对气候变化的挑战，人类社会需要采取双管齐下的策略一方面减缓气候变化速率，一方面提高适应能力本部分将系统介绍减缓和适应的具体策略，探讨国际社会应对气候变化的合作机制，并重点关注中国在应对气候变化中的行动与贡献气候变化是一个全球性挑战，需要各国携手合作，共同构建人类命运共同体只有通过协调一致的全球行动，才能有效应对气候变化带来的风险，实现可持续发展目标减缓策略能源结构转型工业与交通减排能源系统脱碳是减缓气候变化的核工业部门减排措施包括发展低碳技心这包括大力发展太阳能、风能、术、提高资源利用效率、发展循环水能、生物质能等可再生能源，提经济等钢铁、水泥等高耗能行业高能源效率，减少化石燃料消费的减排对实现碳中和至关重要交据国际能源署预测，实现《巴黎协通部门应大力发展电动汽车、氢能定》目标需要年前可再生能源车辆，优先发展公共交通，控制2050源占全球能源供应的以上，而航空排放，并通过数字化技术优化70%目前这一比例仅为约交通系统效率20%碳汇增强增加碳汇也是减缓气候变化的重要手段森林保护与恢复可固定大量碳，同时带来生物多样性保护等协同效益碳捕获与封存技术可将工业排放的CCS捕获并永久封存地下，是一些难以减排行业的重要选择然而，技术CO2CCS目前成本高昂，商业应用面临挑战适应策略农业适应农业适应策略包括培育抗旱、抗涝、耐高温的作物新品种；改进灌溉技术，提高水资源利用效率；调整种植制度和种植结构；发展智慧农业，利用气象信息指导农业生产农业适应需要考虑当地具体情况，结合传统知识和现代技术，因地制宜地制定策略基础设施适应面对极端气候事件增加和海平面上升，需要提升基础设施的气候韧性如建设防洪工程，保护沿海城市；改进建筑标准，适应高温和强风；发展分布式能源系统，减少极端天气对能源供应的影响海绵城市建设可提高城市应对暴雨的能力，同时缓解水资源短缺生态系统适应基于自然的解决方案是生态系统适应的重要方向如保护和恢复红树林，提高沿海防护能力；建设生态廊道，促进物种迁移适应气候变化；保护生物多样性热点地区，提高生态系统的适应能力和韧性这些措施不仅有助于生态保护，还能为社区提供生态系统服务，促进可持续发展国际合作机制《联合国气候变化框架公约》11992作为国际气候合作的基础性法律文件，《联合国气候变化框架公约》确立了共同但有区别的责任原则，为全球气候治理提供了制度框架公约每年举行缔约方大会，是全球气候政策的主要决策平台COP2《京都议定书》1997《京都议定书》首次为发达国家设定了具有法律约束力的减排目标，并引入了碳交易等市场机制然而，由于美国未批准、加拿大退出以及新兴经济体无减排义《巴黎协定》2015务等原因，其实际效果受到限制《巴黎协定》确立了将全球升温控制在工业化前水平℃以内，并努力限制在2℃以内的目标协定采用自下而上的国家自主贡献机制，要求所有

1.5NDC4评估报告国家参与减排，并建立了五年一次的全球盘点机制，以评估进展并提高力度IPCC政府间气候变化专门委员会成立于年，定期发布气候变化科学评估IPCC1988报告，为国际气候政策提供科学依据的工作获得了年诺贝尔和平奖，IPCC2007其第六次评估报告于年发布，进一步强调了气候行动的紧迫AR62021-2022性中国的行动与贡献2030碳达峰目标年中国承诺力争年前实现碳排放达峰20302060碳中和目标年中国承诺力争年前实现碳中和20601100GW可再生能源装机中国风电、光伏总装机容量全球领先26%单位能耗下降GDP年间，中国单位能耗累计下降2012-2022GDP中国作为世界上最大的发展中国家和温室气体排放国，在应对气候变化中发挥着重要作用年，中国提出了双碳目标力争年前碳达峰，20202030年前碳中和这一承诺体现了中国负责任大国的担当，为全球气候治理注入了强大动力2060在可再生能源发展方面，中国成绩斐然中国已连续多年成为全球最大的清洁能源投资国，风电、光伏装机容量连续多年位居世界第一中国还积极开展南南合作，通过技术转让、能力建设等方式支持其他发展中国家应对气候变化，为构建人类命运共同体作出贡献第十部分气候科学前沿气候模式与预测地球工程技术极端事件归因气候模式是理解和预测气候变化地球工程是指通过大规模干预地极端事件归因研究旨在确定气候的重要工具随着计算能力的提球系统来减缓气候变化的技术手变化对特定极端天气事件的影响升和物理过程表达的改进，现代段，主要包括太阳辐射管理程度通过比较真实世界和无人气候模式能够更准确地模拟气候和二氧化碳移除两类影响情景下的事件概率，科学SRM CDR系统的复杂变化多模式集合预类这些技术可能成为应对气候家能够评估气候变化对特定极端测方法通过结合多个模式的结果，变化的补充手段，但也存在技术事件的指纹这一研究领域正提高了预测的可靠性和精确度不确定性、治理挑战和伦理争议快速发展，为气候诉讼和适应决策提供科学依据碳中和路径研究碳中和路径研究探索实现碳中和目标的不同技术和政策选择，评估各路径的成本、效益和可行性这一研究对制定国家和行业脱碳战略至关重要，涉及能源系统转型、负排放技术应用、生活方式变革等多方面内容总结与展望共同挑战1气候变化是人类面临的最严峻全球性挑战之一科学认识深入理解气候系统是应对变化的基础全球合作国际社会携手应对是解决问题的关键个人行动每个人都能为气候保护贡献自己的力量通过本课程的学习，我们全面了解了气候系统的基本知识、气候变化的科学原理、气候变化的影响以及应对策略气候变化不仅是一个科学问题，更是一个关乎人类未来的发展问题面对这一挑战，我们需要科学认识、理性思考，在国际社会的共同努力下，采取积极有效的行动气候变化的未来取决于人类今天的选择通过加强减缓和适应措施，推进能源转型和可持续发展，我们有能力将全球升温控制在安全范围内，保护脆弱的生态系统，建设一个更加可持续、更加公平的未来作为地球的守护者，让我们共同行动，为子孙后代留下一个美丽宜居的家园。