《微专题气候》课件

《微专题气候》欢迎进入气候科学的奇妙世界！在这个微专题中，我们将共同探索地球气候系统的奥秘，了解气候变化的科学原理，以及人类如何应对这一全球性挑战气候是地球系统中最复杂而又最迷人的部分之一，它不仅影响着我们的日常生活，也塑造着整个地球的生态环境通过这次学习，希望大家能够建立起对气候系统的科学认识，培养环保意识，共同参与到保护我们美丽家园的行动中来课程概述课时安排学习目标本课程设计为50分钟教学时间，通过本课程学习，同学们将了解包含八个主要部分，涵盖从基础气候的形成机制、全球分布规律气候知识到应对气候变化的行动以及当前气候变化的趋势，掌握等内容应对气候变化的基本知识关键概念课程将重点解析气压带、风带、气候变化、碳中和等关键概念，帮助同学们构建完整的气候科学知识体系本课程采用理论与应用相结合的教学方法，通过丰富的图表、案例和互动活动，使复杂的气候知识变得生动易懂希望同学们积极参与，培养科学思维和环保意识第一部分气候基础知识气候要素形成因素变化规律温度、降水、湿度、风速等基本气象要素纬度位置、海陆分布、地形高度、洋流等气候的周期性变化、季节性特征以及长期的长期统计特征影响气候形成的地理因素演变趋势气候是地球系统科学的重要组成部分，它与我们的日常生活息息相关在这一部分，我们将奠定气候科学的基础知识，为后续深入学习做好准备通过理解气候的基本特征和形成机制，我们能更好地认识地球这个复杂的气候系统什么是气候？气候与天气的区别气候要素天气是大气在短时间内的状态，变化快；气候则是长期（通常气候要素包括温度、降水、湿度、风速风向、日照等多种因素30年）的天气统计特征，相对稳定就像人的情绪和性格的区这些要素共同构成了一个地区的气候特征，影响着该地区的生态别，天气如同每天变化的情绪，而气候则如同稳定的性格特点环境和人类活动气候要素的组合方式决定了不同地区的气候类型，如热带雨林气候、温带大陆性气候等气候的形成受到多种因素的影响，主要包括纬度位置（决定太阳辐射量）、海陆分布（影响热容量和水汽来源）、地形高度（影响温度和气流运动）以及大气环流系统这些因素相互作用，形成了地球表面复杂多样的气候格局气候系统的组成水圈大气层包括海洋、江河湖泊、地下水等水体，储存地球表面的气体包层，包含氮气、氧气、氩和传输热量，是全球水循环的主体气、二氧化碳等，是气候系统的核心组成部分冰雪圈包括极地冰盖、山地冰川和季节性积雪，对地球能量平衡有重要影响生物圈陆地表面包括所有生物及其活动，通过光合作用、呼吸作用等参与碳循环包括各种地貌和土壤，影响地表能量分配和水分循环气候系统是一个多圈层相互作用的复杂系统各圈层之间通过能量交换、物质循环和动量传递等过程紧密联系，共同维持着地球的气候平衡任何圈层的变化都可能引起连锁反应，导致整个气候系统的变化理解这种相互作用对认识气候变化至关重要全球气温分布规律纬度地带性海陆差异全球气温从赤道向两极递减，这同一纬度上，陆地的温度变化幅是由于地球表面接收太阳辐射的度大于海洋这是因为陆地的比角度和强度随纬度变化赤道地热容小于水体，升温和降温都较区接收的太阳辐射最多，两极地快，而海洋具有调节气温的蓄区最少，造成了明显的温度差热器作用异垂直变化随着海拔升高，气温逐渐降低，一般情况下每上升100米，气温下降约

0.6℃这就是为什么高山顶部常年积雪，而山脚可能是热带景观全球气温分布还受到洋流、季风等因素的影响例如，北大西洋暖流使西欧地区气温明显高于同纬度的其他地区随着季节变化，太阳直射点在南北回归线之间移动，导致全球气温分布呈现明显的季节性特征全球降水分布规律赤道多雨带年降水量超过2000毫米，常年多雨副热带高压带干燥区世界主要沙漠分布区，降水稀少中纬度温带多雨区受西风带影响，降水适中且分布均匀极地少雨区低温导致大气含水量少，降水量低全球降水分布除了受纬度带的影响外，还与地形、海陆分布等因素密切相关迎风坡往往降水丰富，而背风坡则形成雨影区，降水稀少季风区的降水具有明显的季节性，如东亚季风区夏季降水集中，冬季降水稀少了解这些规律有助于我们理解全球水资源分布和生态系统形成的原因第二部分气压带和风带气压带分布全球形成了低高低高的纬向气压带分布格局风带形成气压差导致空气流动，形成全球性风带系统季节移动随太阳直射点移动，气压带风带整体南北移动气压带和风带是地球大气环流系统的基本结构，它们控制着全球大部分地区的气候特征在这一部分，我们将探讨全球气压带和风带的分布规律、形成机制以及季节性变化，了解它们如何影响全球气候格局和天气系统的形成这些知识对理解全球气候类型的分布和区域气候特征至关重要全球气压带分布赤道低压带（0°附近）位于赤道附近，受太阳强烈辐射，地面受热上升，形成低压带这里的空气湿热，常年多雨，是热带雨林气候的主要分布区副热带高压带（20°-30°N/S）高空下沉气流形成的高压带，空气干燥，几乎没有降水世界上的大部分沙漠都分布在这个区域，如撒哈拉沙漠、澳大利亚大沙漠等副极地低压带（60°N/S附近）冷暖空气交汇形成的低压带，天气变化剧烈，常有锋面活动这里常常是温带气旋的源地，降水较丰富，四季分明极地高压带（90°N/S附近）极地地区终年寒冷，形成稳定的高压中心这里的气温低，空气干燥，降水稀少，多为雪或冰晶形式这些气压带随着太阳直射点的季节性移动而南北移动，北半球夏季时整体北移，冬季时南移这种移动对季风的形成和各地区季节性降水分布有着重要影响特别是在季风区，气压带的季节性移动导致了显著的干湿季变化全球风带系统信风（贸易风）位于赤道与副热带高压带之间（0°-30°N/S），从高压带吹向低压带北半球为东北信风，南半球为东南信风信风名称源于早期商船依靠这种稳定的风来进行贸易航行西风带位于副热带高压带与副极地低压带之间（30°-60°N/S），从高压带吹向低压带这是中纬度地区的主导风向，对欧洲、北美和东亚的气候有重要影响极地东风带位于副极地低压带与极地高压带之间（60°-90°N/S），从高压带吹向低压带这种寒冷干燥的风对极地和亚极地地区的气候特征起着决定性作用除了这些基本风带外，季风环流和局地环流也是全球风系的重要组成部分季风是大尺度的季节性风向转变现象，主要分布在亚洲、澳大利亚、非洲等地区而局地环流如海陆风、山谷风等，则是由局部地区的温差引起的小尺度气流运动，对沿海和山区的天气有显著影响气压带风带的季节移动太阳直射点移动气压带风带整体移动太阳直射点在南北回归线之间移动，导气压带和风带随热量中心整体南北移动致热量中心位置变化区域气候的季节性变化降水带位置变化产生干湿季交替、风向变化等季节性气赤道低压带的移动导致降水带位置变化候特征气压带和风带的季节性移动对季风区的气候有决定性影响例如，亚洲夏季风形成的原因就是夏季亚洲大陆强烈升温，形成热低压，而太平洋上的副热带高压北移增强，导致从海洋吹向大陆的强盛气流，带来丰沛降水冬季则相反，大陆形成强大的冷高压，气流从大陆吹向海洋，天气寒冷干燥这种气压带风带的季节移动是理解季风气候的关键气压带风带对气候的影响53主要气压带主要风带地球表面形成了赤道低压带、副热带高压带、全球形成了信风带、西风带和极地东风带三个副极地低压带和极地高压带五个主要气压带主要风带系统10-15°季节移动幅度气压带和风带随太阳直射点南北移动，最大幅度可达10-15个纬度气压带和风带对全球气候的影响主要表现在以下几个方面首先，它们控制了气流的方向和性质，决定了各地区获得的空气质量；其次，它们影响了降水的时空分布，如赤道低压带多雨，副热带高压带少雨；再次，它们是各种天气系统形成的动力背景，如温带气旋和热带气旋；最后，它们的季节性移动导致了季风区明显的干湿季变化，以及温带地区四季分明的气候特点第三部分世界气候类型世界气候类型丰富多样，从赤道的热带雨林到极地的永久冰雪，展现出地球气候系统的复杂性和多样性在这一部分，我们将详细了解世界主要气候类型的空间分布、基本特征以及形成原因，探索气候与植被、土壤等地理要素的关系，以及气候如何影响人类生活方式和文明发展世界主要气候类型热带气候特征热带雨林气候热带草原气候全年高温多雨，年平均气温26-全年高温，但有明显的干湿季之分，28℃，日温差大于年温差，年降水量旱季长达5-7个月年降水量在500-通常超过2000毫米，无明显干季1500毫米之间，主要集中在湿季这这种气候条件造就了地球上生物多样种气候下形成了开阔的草原景观，间性最丰富的生态系统——热带雨林有疏林，如非洲大草原热带沙漠气候全年高温，极度干燥少雨，年降水量通常不足250毫米，蒸发量远大于降水量昼夜温差巨大，可达40℃以上这种气候条件下形成了广袤的沙漠景观，如撒哈拉沙漠热带气候区的共同特点是全年平均气温高于18℃，没有寒冷季节但由于降水量的差异，形成了从茂密的雨林到贫瘠的沙漠等不同的生态景观热带地区的气候变化主要体现在干湿季的交替，而非温度的季节性变化这些地区的人类活动也主要围绕降水的季节性而展开，如农业生产季节、迁徙活动等温带气候特征亚热带季风气候地中海气候温带海洋性气候温带大陆性气候夏季高温多雨，冬季温和少夏季炎热干燥，冬季温和多全年温和湿润，冬暖夏凉，冬冷夏热，年温差大，降水雨年温差和降水季节性差雨，是全球唯一的夏干冬雨降水均匀主要分布在西较少且多集中在夏季分布异明显，四季分明典型分气候类型分布于地中海沿欧、新西兰等地海洋的调于欧亚大陆和北美大陆的内布区包括中国长江中下游地岸、美国加州、智利中部、节作用使这种气候的年温差部地区这种气候区通常是区、美国东南部等这种气南非开普敦附近和澳大利亚和日温差都较小，非常适宜世界主要的粮食生产区，如候适宜多种农作物生长，是西南部等地区这种气候条人类居住美国和加拿大的大平原、俄世界上人口密集的地区之件特别适合葡萄、橄榄等经罗斯的黑土地带等一济作物的种植温带气候是地球上分布最广、类型最多样的气候带，也是人类活动最为集中的区域这里四季分明，气候条件适中，为人类提供了良好的生存环境不同类型的温带气候形成了不同的自然景观和农业生产方式，对世界文明的发展产生了深远影响冷带气候特征亚寒带针叶林气候冬季严寒漫长，夏季短暂温和，年温差极大降水较少，主要集中在夏季这种气候下形成了世界上最大的针叶林带——泰加林，主要分布在西伯利亚、加拿大北部和阿拉斯加等地区苔原气候全年寒冷，最暖月平均气温不超过10℃，冬季极端寒冷，可达-30℃以下地表存在永久冻土层，夏季短暂融化形成湿地植被主要为苔藓、地衣和矮小灌木，是驯鹿、北极狐等动物的栖息地冰原气候终年被冰雪覆盖，最暖月平均气温也低于0℃降水稀少，大部分以雪或冰晶形式出现分布于南极洲、格陵兰岛和北冰洋周围的一些岛屿这里几乎没有高等植物，只有少量的微生物和苔藓能够生存冷带气候区的生态系统极其脆弱，对气候变化特别敏感随着全球变暖，永久冻土融化、冰盖退缩等现象日益明显，对当地生态系统和全球气候都产生了深远影响尽管这些地区人口稀少，但其中的原住民已经适应了这种严酷的环境，发展出独特的生活方式和文化传统，如因纽特人的捕猎文化、萨米人的驯鹿放牧等气候与人类活动极地气候建筑地中海气候建筑季风气候建筑冷带地区的传统住所如因纽特人的冰屋地中海地区的白色建筑反射阳光，减少热中国传统四合院采用中庭设计，促进夏季（igloo）采用半球形设计，减少热量散量吸收；小窗户减少夏季热气进入；平顶通风；屋檐延伸遮挡夏季强烈阳光；冬季失，利用雪块的隔热性能维持室内温度设计用于收集稀少的雨水则能最大限度吸收阳光温暖室内气候对人类活动的影响无处不在，从农业生产的季节性安排到服装设计、饮食习惯、建筑风格，甚至文化习俗都深受气候影响不同气候区的人们发展出了适应当地环境的独特生活方式随着技术进步，人类克服气候限制的能力不断增强，但气候依然是塑造人类社会的重要因素现在，我们面临的挑战是如何在适应气候的同时，最大限度地减少对气候系统的负面影响第四部分中国气候特征气候多样性季风气候显著中国地域广阔，跨越多个气候季风气候是中国气候的最突出特带，从北到南依次分布有寒温点，冬季受蒙古-西伯利亚高压控带、中温带、暖温带、亚热带和制，盛行偏北风，寒冷干燥；夏热带气候，同时又有着复杂的地季受太平洋副热带高压和印度低形地貌，形成了丰富多样的气候压影响，盛行偏南风，高温多类型雨三级阶梯格局中国地形呈现西高东低的三级阶梯状分布，对气候形成了显著影响，尤其是青藏高原这一世界屋脊，不仅形成了特殊的高原气候，还对东亚乃至全球气候产生重要影响中国的气候特征既受全球气候系统的影响，又具有鲜明的地域特色理解中国气候特征对我们认识国土资源分布、农业生产布局、水资源管理以及应对气候变化等方面都有重要意义在这一部分，我们将深入了解中国气候的区域特点、季风环流特征以及气候对中国自然环境和人类活动的深远影响中国气候类型多样性西北干旱半干旱气候区东部季风气候区远离海洋，受西风环流控制，降水稀少，蒸覆盖中国大部分地区，冬夏季风交替明显，发强烈，形成大片荒漠和半荒漠景观，如塔降水随纬度自东南向西北递减，形成从热带1克拉玛干沙漠、古尔班通古特沙漠等到寒温带的完整气候带谱南部热带气候区青藏高原高寒气候区主要分布在海南岛、雷州半岛南部和西沙群海拔高，大气稀薄，太阳辐射强烈但气温岛，全年温暖无冬，降水丰富，发育有热带低，形成独特的高寒型气候，是世界上最植被景观大的高原气候区中国气候的多样性不仅体现在水平气候带的齐全性上，还表现在垂直气候带的丰富性上在青藏高原、云贵高原、天山、昆仑山等高山地区，随着海拔升高，气候从山麓到山顶可依次出现热带、温带、寒带甚至极地气候的特征，形成独特的垂直气候带谱这种气候多样性造就了中国丰富的生物多样性和复杂的生态系统，同时也为中国农业生产提供了多种可能性中国季风气候特点冬季风来自蒙古-西伯利亚的强大冷高压，带来寒冷干燥的气流夏季风来自太平洋和印度洋的暖湿气流，带来高温多雨的天气季风推进夏季风由南向北逐渐推进，带动雨带北移季风撤退秋季风由北向南逐渐撤退，气温降低，降水减少季风环流是中国气候的主导系统，决定了中国大部分地区冬冷夏热、冬干夏雨的基本气候特征季风的强弱变化直接影响中国的降水和温度分布，进而影响农业生产和水资源状况季风异常往往导致水旱灾害，如夏季风偏弱时容易导致北方干旱，偏强时则可能导致长江流域洪涝自古以来，中国农业生产和人民生活就与季风紧密相连，形成了望天收的农业传统和丰富的农谚文化了解季风规律对预防自然灾害、制定农业策略都具有重要意义中国的降水分布中国的温度分布温度的纬度差异从南到北温度逐渐降低，年均温差异可达25℃以上温度的季节变化2夏冬温差从南到北逐渐增大，北方可达50℃以上温度的垂直变化山区每上升100米，气温降低约

0.6℃中国温度分布呈现出明显的地域分异特点一般来说，等温线大致呈东北-西南走向，反映了海陆影响和地形的综合作用冬季温度分布差异尤为显著，同一纬度上，东部沿海地区由于受海洋调节作用，气温较高，而内陆地区则偏低青藏高原由于海拔高，形成了一个明显的低温中心在季节变化方面，北方地区的季节温差大，南方地区小，这对农业生产布局产生了重要影响例如，北方农业呈现明显的季节性，而南方部分地区可以实现一年多熟随着全球变暖，中国的温度分布正在发生变化，冬季升温尤为明显中国主要气候灾害干旱洪涝台风与寒潮中国最严重、影响范围最广的气候灾主要发生在长江中下游、淮河流域、珠台风主要影响东南沿海地区，每年约有害，主要分布在西北干旱区、华北平原江流域等地区，通常与夏季风异常强盛7-8个台风登陆中国，带来狂风暴雨，但和东北地区近年来，干旱发生频率有或台风登陆有关1998年长江流域特大也是重要的水资源寒潮则主要影响北所增加，尤其是春季干旱，对农业生产洪水造成巨大损失，促使中国实施了天方和东部地区，造成大范围降温和雨雪威胁较大然林保护工程和退耕还林还草工程天气，对农业、交通和能源供应产生显著影响华北地区的干旱与地下水超采结合，导近年来，城市内涝问题日益突出，与城致地下水位持续下降，加剧了水资源危市化进程中不透水面积增加有关机气候灾害是中国面临的重大自然灾害，每年造成巨大经济损失随着全球气候变化，极端天气气候事件发生频率和强度可能增加，给防灾减灾带来新的挑战中国已建立了较为完善的气象灾害监测预警系统，但仍需加强气候风险管理和适应能力建设，提高社会韧性，减轻气候灾害影响第五部分全球气候变化科学认知基于观测和模拟的气候变化科学研究变化趋势全球变暖及其引发的一系列环境变化影响机制气候变化对自然系统和人类社会的复杂影响人类响应应对气候变化的全球行动和政策措施全球气候变化是当今人类面临的最重大环境挑战之一科学证据表明，当前的气候变化主要由人类活动引起，其影响范围广泛，涉及生态系统、水资源、粮食安全、人类健康等多个方面在这一部分，我们将了解气候变化的科学基础、观测事实、原因机制以及潜在影响，为理解和参与气候行动奠定基础气候变化不仅是环境问题，也是发展问题和公平问题，需要全球共同应对气候变化的科学认识历史气候变化地球历史上气候曾多次发生周期性变化，包括冰期和间冰期的交替这些自然变化通常发生在数千年或更长的时间尺度上，主要受太阳活动、地球轨道变化等因素影响2现代气候变暖工业革命以来，尤其是近50年的全球变暖趋势明显，速率远超历史自然变化据IPCC第六次评估报告，全球平均气温已比工业化前升高约

1.1℃，且升温速率正在加快人为因素的主导作用科学研究表明，当前的气候变暖主要由人类活动引起，特别是化石燃料燃烧和土地利用变化导致的温室气体排放增加自然因素（如太阳活动、火山喷发）的贡献相对较小IPCC评估结论联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）的最新报告以无可辩驳形容人类活动导致气候变化的科学结论，并警告如不采取紧急行动，全球变暖可能超过

1.5℃或2℃的阈值，带来严重后果气候科学已经发展成为一门成熟的跨学科领域，结合了大气物理学、海洋学、冰川学、生态学等多种学科现代气候研究依赖于全球观测网络、卫星遥感、古气候重建和先进的气候模型这些科学工具共同构成了我们理解气候系统和气候变化的基础尽管气候系统极其复杂，仍存在一些不确定性，但关于人类活动导致全球变暖的基本结论已经得到科学界的广泛共识全球变暖的观测事实

1.1°C全球升温工业化前至今全球平均气温上升幅度，超过IPCC预警的

1.5°C的三分之二毫米年

3.7/海平面上升近30年来全球海平面上升速率，约为20世纪平均速率的两倍

13.1%北极海冰减少北极海冰每10年的减少率，夏季减少更为显著30%海洋酸化工业革命以来海洋表面pH值下降，影响海洋生态系统全球变暖的观测证据不仅来自气温记录，还包括众多的气候变化指纹如北半球高纬度地区升温幅度大于全球平均水平；高海拔山区冰川加速消融，如喜马拉雅山脉、阿尔卑斯山等地区；永久冻土带融化，释放被冻结的甲烷和碳；极端高温事件频率和强度增加，热浪天气更为普遍；全球降水模式改变，部分地区降水增多而其他地区减少，导致洪涝和干旱的风险增加这些变化构成了全方位的证据链，支持全球气候正在经历显著变化的科学结论气候变化的原因自然因素人为因素地球气候的自然变化受多种因素影响太阳活动周期性变化影响人类活动对气候的影响主要通过以下途径化石燃料（煤、石到达地球的太阳辐射量；火山喷发向大气中释放大量气体和颗粒油、天然气）燃烧释放大量二氧化碳；工业过程排放多种温室气物，可短期降低全球温度；地球轨道参数（如偏心率、黄赤交角体；畜牧业释放大量甲烷；农田施肥增加氧化亚氮排放；森林砍和岁差）的周期性变化导致地球接收太阳辐射的分布变化，是冰伐减少碳汇；城市扩张形成热岛效应这些人为因素在工业革期-间冰期循环的主要驱动力命后显著增强，尤其是20世纪中叶以来当前气候变化的特点是变化速率远超自然变化，且与人类活动的温室气体排放高度吻合科学研究通过多种方法，包括气候模型模拟、碳同位素分析、卫星观测等，证实了人类活动是当前气候变暖的主导原因碳循环失衡是关键问题——人类活动每年向大气中释放的碳远超过自然系统能够吸收的量，导致大气中二氧化碳浓度持续上升，从工业革命前的约280ppm增加到现在的410ppm以上，达到近百万年来的最高水平温室气体与温室效应气候变化的影响生态系统影响水资源影响气候变化改变了物种的分布范围，导致物降水模式改变，部分地区如中纬度和副热种迁移速率加快；某些物种适应不及气候带干旱区降水减少，而高纬度地区降水增变化速度，面临灭绝风险；生物季节变加；极端降水事件增多，提高洪涝风险；化，如植物提前开花、鸟类提前迁徙，可冰川退缩影响依赖冰雪融水的河流系统，能导致生态系统失衡；珊瑚礁系统受海水威胁下游地区水安全；海平面上升导致沿变暖和酸化双重威胁，大规模白化事件频海地区咸水入侵，威胁淡水资源发社会经济影响农业生产受气温升高和水资源变化影响，粮食产量和质量面临挑战；极端天气事件增加，对基础设施和人居环境构成威胁；气候相关疾病传播范围扩大，如疟疾、登革热等；气候变化可能加剧区域冲突和人口迁移，成为威胁倍增器气候变化的影响具有全球性、长期性和不可逆性特点，但不同地区受影响程度不同发展中国家和脆弱群体（如沿海居民、贫困人口、老人和儿童）面临更大风险如果全球升温超过2℃，多种系统可能越过临界点，触发不可控的连锁反应，如亚马逊雨林转变为稀树草原、永久冻土大规模解冻释放甲烷、格陵兰冰盖不可逆融化等这些临界点一旦越过，即使人类停止温室气体排放，气候变化仍将持续数百年气候变化对中国的影响中国作为全球气候变化的敏感区和影响显著区，面临着复杂的气候变化挑战观测数据表明，中国地区的升温速率高于全球平均水平，尤其是青藏高原等高海拔地区升温更为显著这些变化导致极端天气气候事件频发，如持续性高温热浪、暴雨洪涝、干旱等，对农业生产、生态环境和社会经济造成重大影响气候变化使中国的水资源时空分布更加不均，加剧了南涝北旱的趋势北方地区面临更加严峻的水资源短缺，而南方部分地区则面临更频繁的洪涝灾害东部沿海地区还要应对海平面上升带来的风暴潮增强、海水入侵和海岸侵蚀等挑战气候变化对中国粮食安全、生态安全和人类健康也构成长期威胁，需要采取积极的适应和减缓措施第六部分应对气候变化全球治理减缓行动适应措施建立全球气候治理机制，通减少温室气体排放，发展低增强应对气候变化影响的能过多边协定共同应对气候变碳技术，转变经济发展方式力，减少脆弱性，提高韧性化挑战国际合作加强技术转让、资金支持和能力建设，促进全球共同应对应对气候变化已成为国际社会的共识和各国政策的重要组成部分有效应对气候变化需要采取双管齐下的策略一方面减缓气候变化，通过减少温室气体排放和增加碳汇来控制全球变暖幅度；另一方面适应气候变化，提高社会和生态系统应对气候变化影响的能力在这一部分，我们将探讨全球气候治理进程、碳达峰碳中和目标以及各类减缓和适应措施，了解人类社会如何积极应对这一全球性挑战全球气候治理进程《联合国气候变化框架公约》1992在巴西里约热内卢地球峰会上通过，确立了共同但有区别的责任原则，为全球气候治理奠定基础公约于1994年生效，目前已有197个缔约方《京都议定书》1997首个具有法律约束力的国际气候协议，规定发达国家在2008-2012年期间将温室气体排放量在1990年基础上平均减少

5.2%议定书于2005年生效，但美国未批准《巴黎协定》2015全球气候治理的里程碑，设定将全球升温控制在工业化前水平以上低于2℃、努力限制在

1.5℃的目标采用自下而上的国家自主贡献方式，强调透明度和定期盘点协定于2016年生效格拉斯哥气候公约2021COP26达成的成果文件，首次明确提到逐步减少煤炭使用和化石燃料补贴，敦促各国在2022年底前提交更有力的2030年减排目标，并完成《巴黎协定》实施细则谈判全球气候治理经历了从认识问题、制定框架、细化责任到推动行动的发展历程，体现了国际社会应对气候变化的决心和努力然而，气候治理也面临诸多挑战，如发达国家与发展中国家在历史责任、减排目标、资金支持等方面的分歧；全球减排目标与各国实际承诺之间的差距；以及如何确保公平公正的气候转型等加强多边主义，增进互信合作，是推动全球气候治理取得实质性进展的关键碳达峰与碳中和碳排放增长经济发展过程中碳排放量持续增加的阶段碳达峰碳排放量不再增长，达到历史最高值的时间点碳减排碳排放量开始下降，向碳中和目标过渡的阶段碳中和人为碳排放与碳移除相平衡，净排放量为零碳达峰和碳中和是全球应对气候变化的重要目标碳达峰是指二氧化碳排放量达到历史最高值后开始下降的转折点；碳中和则是指通过减排和增加碳汇等措施，使二氧化碳的排放量与吸收量相等，实现净零排放中国已承诺力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，这一双碳目标展现了中国作为负责任大国的担当实现双碳目标对中国具有深远的战略意义一方面，这是应对气候变化、履行国际责任的必然选择；另一方面，这也是推动经济高质量发展、加快绿色转型的内在要求这一目标将带动能源结构调整、产业升级和生活方式变革，推动形成绿色低碳循环发展的经济体系，为中华民族永续发展创造良好生态环境减缓气候变化的措施能源结构调整大力发展太阳能、风能、水能、生物质能、地热能等可再生能源，减少对煤炭、石油等化石能源的依赖；发展核能等低碳能源；提高能源利用效率，降低能源消耗强度；建设智能电网，促进能源系统优化整合工业转型优化产业结构，淘汰高耗能、高排放落后产能；推广清洁生产技术，提高资源利用效率；发展循环经济，促进工业废弃物资源化利用；加强工业过程排放控制，减少工艺过程中的温室气体排放建筑节能推行绿色建筑标准，提高新建建筑能效水平；加强既有建筑节能改造；推广高效节能的供热、制冷和照明设备；发展智能建筑，优化能源管理系统；推广可再生能源在建筑中的应用交通低碳化发展公共交通系统，优化城市交通结构；推广电动汽车、氢能源汽车等新能源汽车；提高燃油经济性标准，降低传统车辆油耗；发展智能交通系统，提高交通运行效率；推广绿色低碳出行方式减缓气候变化还需要碳捕获与封存技术的支持，以及森林、湿地、草原等生态系统碳汇能力的提升市场机制如碳交易、碳税等也是重要的政策工具，可以为减排提供经济激励此外，消费方式的绿色转型也至关重要，减少浪费，倡导适度消费，选择低碳产品，都能为减缓气候变化作出贡献各国应结合自身发展阶段和资源禀赋，采取符合国情的减缓路径，共同应对气候变化挑战适应气候变化的策略农业适应城市适应生态适应调整种植结构和农事季节，如选择耐高温、抗建设海绵城市，增强城市对暴雨的消纳能力；保护和恢复自然生态系统，如森林、湿地、红树旱、抗病虫害的作物品种；改进灌溉技术，提高加强防洪排涝设施建设；扩大城市绿地和水体面林等；建立生态廊道，促进物种迁移和适应；加水资源利用效率；发展精准农业和智能农业，增积，缓解热岛效应；完善极端天气应急响应机强生物多样性保护，增强生态系统自我修复和适强农业生产对气候变化的适应能力；建立农业气制；优化城市规划，提高基础设施气候韧性应能力；发展基于自然的解决方案，如利用红树候灾害预警和保险系统林防御海岸侵蚀等适应气候变化是一个系统工程，需要政府、企业、社区和个人等多方协同参与关键是要将气候适应纳入发展规划和决策过程，加强风险评估和早期预警，提高公众气候变化意识和应对能力对于脆弱地区和群体，尤其需要加强适应性支持适应与减缓相辅相成，共同构成应对气候变化的整体策略随着气候变化影响的加剧，适应措施的重要性日益突出，需要各国加大投入，共同提高全球气候适应能力中国应对气候变化的行动第七部分气候与可持续发展环境可持续经济可持续保护气候系统和生态环境，维护地球生推动经济绿色低碳转型，实现高质量发2命支持系统展代际公平社会可持续平衡当代人与后代人的利益，实现永续促进社会公平，保障各群体福祉，增强发展社会韧性气候变化与可持续发展密不可分，既是可持续发展面临的重大挑战，也是推动可持续转型的重要契机在这一部分，我们将探讨气候变化与可持续发展目标的关系，了解如何通过绿色低碳发展实现经济、社会和环境的协调可持续，以及个人如何通过绿色生活方式参与应对气候变化行动气候行动需要系统性思维，将其纳入更广泛的可持续发展框架，才能实现真正的转型和长远的发展气候变化与可持续发展目标联合国2030年可持续发展议程包含17个可持续发展目标SDGs，其中目标13气候行动直接关注气候变化问题，但气候变化与其他几乎所有可持续发展目标都有紧密联系例如，气候变化可能加剧贫困和饥饿目标1和2，影响水资源可获得性目标6，威胁生物多样性目标14和15；而教育目标

4、可再生能源发展目标

7、可持续城市建设目标11等又能促进气候变化应对气候变化与可持续发展的关系体现了协同效应和权衡取舍两个方面一方面，许多气候行动可以带来多重可持续发展效益，如发展可再生能源既减少碳排放，又改善空气质量，创造就业机会；另一方面，某些气候政策也可能与短期发展目标存在张力，如化石燃料限制可能影响能源获取关键是要寻找可持续发展路径，实现气候目标与发展目标的协调统一，特别关注气候正义和代际公平，确保转型过程公正包容绿色低碳生活方式节约能源绿色出行绿色消费选择高效节能的家用电器，优先使用能优先选择公共交通工具，如地铁、公交减少一次性用品使用，自带购物袋、水效等级高的产品；合理使用空调，夏季车等；短途出行尽量步行或骑行，使用杯、餐具等；购买耐用品，延长产品使温度设定不低于26℃，冬季不高于共享单车等环保交通方式；购车时考虑用寿命；选择当地、应季食品，减少运20℃；及时关闭不用的电灯和电器，避新能源汽车，如电动车、混合动力车；输和储存能耗；减少肉类消费，增加植免待机能耗；选择节能灯具，如LED长途旅行尽量减少飞行，选择高铁等低物性食品比例；购买绿色认证产品，支灯；使用智能家居系统，优化能源使碳交通方式；推行拼车和共享出行，提持可持续生产方式；践行断舍离理用高车辆使用效率念，避免过度消费和浪费绿色低碳生活方式不仅有助于减少个人碳足迹，也能促进社会风尚转变和产业结构调整研究表明，居民消费直接和间接导致的碳排放占总排放的60%以上，因此个人行为改变对减缓气候变化具有重要意义通过计算个人碳足迹，了解自己的生活行为对气候的影响，有针对性地调整习惯，每个人都能成为气候行动的参与者政府和社会组织应创造有利条件，通过政策引导、基础设施建设和宣传教育，支持公众践行绿色低碳生活方式可再生能源发展太阳能风能水能与生物质能光伏发电技术不断突破，成本显著下降，已风电装机容量全球快速增长，成为重要的电水能是最成熟的可再生能源，大型水电在电在多个国家实现平价上网；除集中式电站力来源；单机容量不断提高，从兆瓦级发展力系统中发挥着重要的调节作用；小水电在外，分布式光伏如屋顶太阳能也快速发展；到10兆瓦以上；海上风电技术成熟，开发范偏远地区电力供应中具有重要价值；抽水蓄光热发电在储能方面具有优势，可提供更稳围从近海扩展到深远海；浮式风电等创新技能电站为电网提供灵活调节和储能服务；生定的电力供应；建材一体化光伏等新应用形术拓展了风能开发的地理范围；智能风场管物质能应用形式多样，包括发电、供热和生式拓展了太阳能利用场景理提高了风电的可靠性和并网友好性物燃料生产；现代生物质能强调可持续性，避免与粮食生产竞争可再生能源是应对气候变化的关键解决方案，也是能源转型的主要方向近年来，可再生能源技术进步和成本下降超出预期，许多地区可再生能源已具有明显的经济优势然而，可再生能源的大规模应用仍面临一些挑战，如间歇性和波动性导致的电网整合问题、储能技术瓶颈、初始投资高等应对这些挑战需要技术创新、政策支持和市场机制完善未来，随着储能技术突破、氢能发展和智能电网建设，可再生能源有望成为全球能源系统的主体，为实现碳中和目标提供坚实支撑碳捕获与封存技术工业点源CO₂捕获针对电厂、钢铁厂、水泥厂等大型排放源，捕获排放的二氧化碳主要技术包括燃烧后捕获（从烟气中分离CO₂）、燃烧前捕获（将燃料转化为合成气并捕获CO₂）和富氧燃烧（使用纯氧燃烧产生高浓度CO₂）这些技术已在示范项目中得到应用，但能耗和成本仍需进一步降低直接空气捕获技术DAC从大气中直接捕获二氧化碳的技术，不依赖于特定排放源DAC技术可以部署在任何地点，为已排放到大气中的CO₂提供回收途径目前DAC技术仍处于早期阶段，能耗高、成本高，但发展潜力巨大，被视为未来负排放技术的重要选项碳封存与利用捕获的CO₂需要安全长期封存或加以利用封存方式主要包括地质封存（注入深部盐水层、枯竭油气田等）、矿化封存（将CO₂转化为碳酸盐矿物）等CO₂利用途径包括强化油气采收、制造建材、合成燃料和化学品等将CO₂视为资源而非废物，有助于提升CCUS经济性碳捕获、利用与封存CCUS技术是减缓气候变化的重要技术路径，尤其对于难以实现深度减排的工业部门（如水泥、钢铁等）具有重要价值IPCC报告指出，若不大规模部署CCUS技术，实现《巴黎协定》温控目标的难度将显著增加然而，CCUS技术目前面临成本高、能耗大、安全风险等挑战，全球仅有少数商业规模项目运行未来需加强技术创新，提高能效，降低成本；完善政策法规，建立碳定价机制，为CCUS提供经济激励；加强国际合作，促进技术转让和能力建设，共同推动CCUS技术进步和应用第八部分气候教育与行动科学认知实践体验公民参与气候教育应帮助学生建立科学的气候变化认通过动手实践、科学观察和社区项目，让学生鼓励青少年以积极健康的方式参与气候行动，知，理解气候系统的基本原理、气候变化的原亲身参与气候相关活动，增强环境意识和责任理解个人和集体行动的价值，培养面向未来的因和影响，培养科学思维和批判性思考能力感，培养解决问题的能力环境公民意识气候教育与行动是应对气候变化的重要组成部分，通过提高公众对气候变化的认知、态度和行为，促进全社会参与气候保护在这一部分，我们将探讨气候变化教育的重要性、青少年气候行动、公众参与气候保护的途径以及气候变化的科学观察方法，了解每个人如何为应对这一全球挑战贡献力量气候教育不仅传授知识，更培养解决问题的能力和积极参与的态度，为构建可持续未来奠定基础气候变化教育的重要性提高认知水平气候变化教育通过传授科学知识，帮助人们理解气候变化的原因、过程和影响，认识到气候变化的紧迫性和严重性科学素养的提高有助于公众辨别气候信息的真伪，抵制错误观念和误导信息，形成基于科学的气候观培养行动能力有效的气候教育不仅提供知识，还培养解决问题的能力，包括批判性思考、系统性思维、前瞻性思考和协作能力等这些能力使人们能够应对气候变化带来的复杂挑战，参与气候变化适应和减缓行动促进行为改变气候教育旨在影响个人和集体行为，促进向低碳生活方式和可持续消费模式转变研究表明，气候素养与环保行为呈正相关，通过教育可以减少认知-行为鸿沟，将气候关切转化为实际行动加强气候传播科学的气候传播对于凝聚社会共识、推动政策制定和实施至关重要通过媒体报道、公众宣传和社区活动等多种形式，将气候科学普及到更广泛的人群中，形成应对气候变化的社会动力气候变化教育应采用整体性方法，将其融入学校教育体系和终身学习过程在学校教育中，气候变化不应仅限于科学课程，还应纳入地理、公民、经济等多学科教学；在社会教育中，应利用博物馆、科技馆、媒体等多种渠道开展气候科普气候教育要注重本地化和情境化，结合当地气候特点和挑战，使教育内容更有针对性和实效性同时，气候教育也要平衡科学性和希望感，既如实传达气候变化的严峻性，又展示解决方案和积极行动的可能性，避免引起过度悲观或无力感青少年气候行动学校环保社团校园低碳项目社区宣传活动竞赛与创新活动青少年可以组建或加入学校环保社青少年可以发起和参与校园低碳项青少年可以将气候知识带入社区，参与气候知识竞赛、低碳创新设计团，开展节能减排、垃圾分类、生目，如学校屋顶太阳能安装、校园通过社区讲座、环保宣传片、社交比赛、环保创意征集等活动，既可物多样性保护等活动社团可以成节水节电行动、可持续食堂计划、媒体传播、艺术创作等形式，提高以检验和提高气候知识水平，也能为气候知识传播的平台，组织讲绿色交通倡议等这些项目不仅能公众气候意识利用世界地球日激发解决气候问题的创新思维这座、展览和实践活动，提高校园气减少学校的碳足迹，还可以成为实、世界环境日等时机，组织主些竞赛活动往往有校际、省级甚至候意识环保社团还可以与其他学践性学习的载体，培养项目策划和题活动，扩大气候传播影响力国家级平台，为青少年提供更广阔校和社会组织合作，扩大影响力，管理能力的展示和交流机会形成跨校区的青少年气候网络青少年是应对气候变化的重要力量，也是气候未来的直接利益相关者全球范围内，越来越多的青少年通过多种形式参与气候行动，发出自己的声音学校和社会应为青少年气候参与创造有利条件，提供必要的指导和支持，同时尊重青少年的主体性和创造力青少年气候行动应注重积极健康的参与方式，关注解决方案而非仅仅表达忧虑，将气候关切转化为建设性行动，培养环境责任感和未来领导力公众参与气候保护个人生活习惯改变日常低碳选择是公众参与的基础社区参与2加入本地气候行动，扩大集体影响力政策支持与倡导支持积极的气候政策，推动系统性变革公众参与气候保护有多种途径和层次在个人层面，可以通过低碳消费选择来减少碳足迹，如选择节能产品、减少肉类消费、避免食物浪费、减少不必要的购物；践行垃圾分类与减量，尽量减少一次性用品使用，延长产品使用寿命；采取节能减排行动，如调整空调温度、减少私家车使用、选择新能源汽车等在社区层面，可以参与社区气候行动，如社区花园、食物共享、社区能源项目等；加入环保组织，支持环保公益活动；参与公众科学项目，如气候观测、生物多样性调查等在社会层面，可以关注气候政策，支持积极的气候行动；通过投票、信件、请愿等方式表达对气候政策的立场；作为消费者向企业传递绿色低碳的期望，推动商业部门的可持续转型公众参与不仅能直接减少碳排放，还能形成示范效应和社会影响力，推动更广泛的气候行动气候变化的科学观察气象观测网络全球气象观测站网是气候变化研究的基础设施，提供长期连续的气象数据从传统的人工观测到现代化的自动气象站，观测技术不断进步，数据质量和覆盖范围持续改善海洋浮标、气象气球和探空火箭等扩展了观测的立体范围卫星遥感技术卫星遥感为气候研究提供了全球视角和连续监测能力气象卫星监测云系和风场；海洋卫星监测海表温度和海平面高度；陆地卫星监测冰雪覆盖、植被变化和城市扩张；大气遥感卫星监测大数据应用温室气体浓度和气溶胶分布大数据技术正在改变气候研究方式通过整合多源异构数据，可以构建更全面的气候变化图景；机器学习和人工智能技术可以识别复杂的气候模式和预测未来趋势；气候模型的分辨率和公民科学参与精度不断提高，更好地模拟复杂的气候过程公民科学使普通公众能够参与气候数据收集和研究通过手机应用记录天气观测；参与生物季节观察，如植物开花、鸟类迁徙时间；协助极端天气事件记录和影响评估；利用分布式计算资源支持气候模型运算科学观察是气候变化研究的基础，提供了理解气候变化的第一手证据随着观测技术的进步和数据共享的加强，气候科学正进入大数据时代，能够以前所未有的精度和广度监测全球气候变化然而，观测网络在发展中国家和偏远地区仍存在覆盖不足的问题，需要国际合作来加强全球气候观测能力公民参与气候观察不仅能补充专业观测网络的不足，还能提高公众对气候科学的理解和参与度科学家和教育工作者应设计适合公众参与的观测项目，提供必要的培训和工具，使公民科学成为气候研究和教育的有效途径微专题研究活动校园碳足迹调查本地气候变化记录学生可以组织校园碳足迹调查，了解学校的能源消耗、交通排放、餐学生可以收集本地区的历史气候数据，如温度、降水、极端天气事件饮废弃物等方面的碳排放情况通过问卷调查、能耗监测、废弃物分等，分析当地气候变化趋势还可以通过采访长辈、收集老照片、查析等方法收集数据，计算学校的温室气体排放量，找出主要排放源和阅地方志等方式，了解当地气候历史和人们对气候变化的记忆与感减排潜力，并提出具体的减排建议受这类项目可以结合数学（数据分析）、物理（能量转换）、化学（碳除了数据分析，还可以结合实地观察，记录当地生物季节变化（如植循环）、地理（空间分布）等学科知识，是很好的综合实践活动物开花时间、候鸟到达时间）、冰川退缩、湖泊水位变化等气候变化的直观证据微专题研究还可以包括气候适应案例分析，学生可以调研本地区应对气候变化的措施，如防洪设施、抗旱农业技术、城市绿化降温等，评估这些措施的有效性和可推广性也可以开展低碳创新设计，尝试设计解决气候问题的创新方案，如节能建筑模型、雨水收集系统、校园太阳能应用等这些微专题研究活动使气候变化教育从理论走向实践，让学生通过亲身参与来理解气候问题的复杂性和解决方案的多样性教师应鼓励学生将研究成果以报告、展览、视频等形式分享，扩大研究影响力这种基于项目的学习方式不仅传授知识，还培养研究能力、团队协作和解决问题的创新思维未来气候科学发展方向模型精细化气候模型分辨率不断提高，从全球百公里尺度发展到区域和城市尺度的高分辨率模拟；模型物理过程更加完善，更好地表达云、气溶胶、碳循环等复杂过程；地球系统模式整合大气、海洋、陆地、冰雪等多圈层相互作用，提供更全面的气候系统模拟预测能力提升气候预测从全球平均值发展到区域尺度和极端事件预测；季节至年代际预测填补天气预报与长期气候预测之间的空白；概率预测方法更好地量化不确定性，为风险管理提供科学依据；人工智能与传统模型结合，提高预测效率和精度区域气候研究加强对不同区域气候变化规律和适应策略的研究；更好地理解极地、山区、干旱区等敏感区域的气候变化机制；研究城市气候变化的特殊性，为城市适应提供科学依据；加强中国气候变化的区域特征研究，为国家适应策略提供支持人类社会互动研究深入研究气候变化与人类社会的相互作用；将社会科学与自然科学相结合，研究气候政策、公众参与、社会转型等议题；关注气候正义、代际公平等伦理问题；研究气候变化对经济发展、人口迁移、公共健康等方面的影响未来气候科学将继续深化对气候系统的基础认知，同时更加注重应用性研究和跨学科融合一方面，新的观测技术、大数据方法和计算能力将使我们能够更精细地理解和预测气候变化；另一方面，气候科学将更加关注人类维度，研究气候变化与社会经济系统的互动，为可持续发展决策提供更有针对性的支持中国气候科学研究面临独特机遇和挑战作为全球气候变化的敏感区和碳排放大国，中国既需要深入了解本地区气候变化特征和影响，也需要在全球气候治理中发挥积极作用未来中国气候科学应加强自主创新能力，建设高水平观测网络和研究平台，培养跨学科气候人才，提升在国际气候科学中的话语权和影响力总结与展望气候系统认知变化挑战理解气候系统的组成与运行机制认识气候变化带来的全球性挑战行动与希望共同责任3通过积极行动创造可持续未来明确应对气候变化的个人和集体责任通过本次微专题学习，我们了解了气候是地球系统的重要组成部分，是大气、水圈、冰雪圈、生物圈等多圈层相互作用的结果全球气候呈现出复杂的空间分布和时间变化特征，形成了多样的气候类型，影响着人类生活的方方面面我们也认识到，人类活动正在改变全球气候系统，导致变暖趋势和极端气候事件增加，对生态系统和人类社会产生深远影响应对气候变化是全人类共同的责任和使命中国已经提出碳达峰碳中和目标，积极推动能源革命和绿色转型每个人都可以通过自己的行动参与气候保护，如选择低碳生活方式、参与环保活动、支持气候友好政策等面对气候变化的挑战，我们既要保持科学的严谨态度，也要充满行动的勇气和希望让我们携手共建美丽中国，共享绿色家园，为子孙后代留下一个气候宜居的星球！。