2025届高三二轮复习 碳循环和温室效应 导学案

高三地理一轮复习学案 编制： 审核： 审批： 班级： 小组： 姓名： 教师评价： 碳循环和温室效应 NO.43 ——总结温室效应类问题的分析思路 【课标引领】 1.简要说明地球上碳、氮、氧等元素循环的过程及其对环境的影响。 2.结合实例，说明全球变暖对生态环境的影响。 3.运用碳循环和温室效应原理，分析碳排放对环境的影响，说明碳减排国际合作的重要性。 【学习目标】 1.通过探究碳循环和温室效应相关知识，学会运用原理分析碳排放对环境的影响，探究人类活动对碳循环的影响及其带来的后果。 2.通过观看视频，了解全球气候变化对国家安全带来的影响。 4.总结全球性环境问题、成因及其对策的分析思路。 【学习指导】 1. 研读《三维设计》P187-188，进行知识梳理，构建知识体系。 2. 着重研究《三维设计》P188温室效应类问题分析思路，完成学案，学有余力同学做达标冲关。 【任务情境】 碳循环是指碳元素在自然界的循环状态，其基本过程是大气中的二氧化碳被陆地和海洋中的植物吸收，然后通过生物或地质过程及人类活动，又以二氧化碳的形式返回大气中。 温室效应是指温室气体对来自太阳辐射的可见光具有高度透过性，而对地球发射出来的长波辐射具有高度吸收性，能强烈吸收地面辐射中的红外线，导致地球温度上升的现象。温室气体指的是大气中能吸收地面反射的太阳辐射，并重新发射辐射的一些气体，如水(H2O)、二氧化碳(CO2)、氧化亚氮(N2O)、氟利昂、甲烷(CH4)等。 碳排放是关于温室气体排放的一个总称或简称。温室气体中最主要的气体是二氧化碳，因此用碳（Carbon）一词作为代表。虽然并不准确，但作为让民众最快了解的方法就是简单地将“碳排放”理解为“二氧化碳排放”。 自然界自发进行的碳循环，在很长时间内处于一种均衡的状态，使地球的环境基本保持不变。然而人类的行为却在很短时间内打破了这种平衡，尤其是近200年来，人类对煤、石油和天然气等含碳能源的大量开采利用，致使更多的二氧化碳被排入大气，对世界气候产生深远的影响。 地球上99.9%的碳储藏于岩石圈和化石燃料，只有很少一部分分布在大气、水和生物体中。碳元素在大气圈、水圈、岩石圈以及生物圈之间进行转移和交换，构成了自然界的碳循环。大气中的二氧化碳被植物吸收，通过光合作用形成有机碳固定在生物体，有些生物在地壳运动中被掩埋而形成化石燃料。生物的呼吸作用和燃料的燃烧，使有机碳转化为二氧化碳，重新返回到大气。 二氧化碳可由大气进入海水，也可由海水进入大气。近地面大气中的二氧化碳和水汽等吸收地面长波辐射，并通过大气逆辐射将热量返还给地面，人类活动使二氧化碳增加，从而导致全球气候变暖。 百余年来，气象仪器观测记录表明，世界气温波动上升，并呈现加速变暖的趋势。 全球变暖已是不争的事实，全球变暖产生的影响都是全球性的，直接关系到全体人类的生存与发展。全面认识全球变暖对于防范全球变暖及其带来的消极影响具有重要意义。 【任务情境】 1.运用碳循环和温室效应原理，绘图说明全球气候变暖的过程。据此推测哪些人类活动导致二氧化碳增多？（《三维》P188） 2.全球气候变暖对地理环境的影响无处不在，尝试推测全球变暖的影响。 【核心探究】 考点一：碳循环和温室效应 1.据政府间气候变化专门委员会(IPCC)报告，全球气候变暖增加的热量中64%被海洋表层水(0-700m)吸收；相当于人为排放量约30%的CO2被海洋溶解而导致海洋酸化。当海水的温度、盐度、酸碱度和透光度等环境因子发生较大变化时，浅水珊瑚会发生白化甚至死亡，近二十年已发生了三次全球性珊瑚白化事件。下图为“大气圈碳收支示意图”。回答下列问题。 （1）导致近期全球性珊瑚白化事件频发的主要原因是         。（2分） （2）大气圈与陆地植被、土壤、海洋之间进行碳交换的主要自然过程有         。（2分） （3）每年大气圈中碳的增加量有   ×1012千克；造成大气圈CO2增加的人类活动主要是        。（3分） 考点二：温室效应的影响 在斯匹次卑尔根岛（位置见右图）一座山体的120米深处，建有世界种子库（通过约100米长的隧道进入），存有近100万包人类栽培的主要植物的种子样本，以预防自然灾害、战争、气候变化等因素导致的物种消失的风险。该种子库在自然状态下可以保持种子样本安全达百年以上。 2.说明世界种子库选址的有利条件，以及在全球变暖趋势下可能遭遇的环境风险。（10分） 考点二：应对全球气候变暖的措施 2.阅读下面材料，回答下列问题。 材料一：2017年3月，威立雅宣布携手Carbon Clean Solutions (CCSL)，组建“碳捕捉”最强战队。两家公司将大规模推广CCSL的低成本二氧化碳分离技术，联手“捕捉”、回收空气中的二氧化碳，降低由它造成的温室效应。 材料二：2008年，广西隆林各族自治县林业开发有限公司利用世界银行贷款，在荒芜多年的山岭上，种植2.5万亩马尾松、酸枣、杉木和桦木等乡土树种；2011年，第一次获得全球生物碳基金18.9万元的碳汇款。到目前，该公司已累计获碳汇款92万多元，平均每年23万元。碳汇林不仅有可观的碳汇款收入，30年后采伐的优质大径级木材效益更可观。营造碳汇林，可谓经济、社会、生态效益三赢。 （1）阅读材料一，运用所学知识推断说明利用空气中“捉”回的二氧化碳可以做什么？（6分） （2）广西隆林各族自治县林业开发有限公司是如何卖碳的？（6分） （3）说明广西隆林各族自治县在荒芜的山岭上植树造林所获得的效益。（6分） 【拓展阅读】 保护家园靠合作 1992年《联合国气候变化框架公约》在联合国总部通过，在碳减排义务方面提出了“共同但有区别的”责任原则。1997年联合国气候大会在日本京都通过了《公约》的第一个附加协议《京都议定书》。2001年时任美国总统布什宣布退出《京都议定书》。2015年联合国气候大会在法国巴黎通过了《巴黎协定》。2017年美国总统特朗普宣布退出《巴黎协定》。2018年联合国气候大会在波兰卡托维兹召开，大会全面落实了《巴黎协定》各项条款，强调了“共同但有区别的”责任原则。 1.如何理解“共同但有区别的”责任原则，并简析原因。 应对气候变化是全球共同的责任，但各国由于历史责任和现实能力不同，在具体担负的责任上应有区别。 目前大气中残存的二氧化碳主要是由西方国家的工业化带来的，广大发展中国家在很大程度上是受害者。发达国家还通过产业转移的方式进行碳转移，因此，发达国家应承担更多的责任。 发展中国家人口数量大、贫困人口多，综合国力普遍较弱，未来较长一段时期内都将处于经济社会发展期，碳排放总量增长趋势在短期内难以逆转。发展中国家应妥善处理经济发展和碳排放的关系。 2.美国先退《京都议定书》再退《巴黎公约》，为什么？ 不利于美国经济发展；减少就业岗位。 3.为应对全球气候变暖，请同学们提出可行性措施？ ①开发新能源，改善能源消费结构； ②发展节能技术，提高能源利用率； ③调整产业结构，大力发展发展新兴产业和第三产业；④植树造林，提高植被覆盖率； ⑤加强对海平面上升的监测，修筑防护堤坝； ⑥加强管理与宣传，提高节能意识； ⑦加强国际合作； ⑧进行温室气体的回收与利用。 【拓展提升】 2011年11月15日，科技部、国家气象局和中科院在京联合发布了《第二次气候变化国家评估报告》。报告称，在近60年期间，我国陆地表面温度上升导致大部分冰川面积缩小一成。据此回答1～2题。 1.对冰川加速融化产生的结果，表述错误的是 A．可以改变当地地貌 B．可以加速水土流失 C．从长远看，可以改善灌溉条件 D．增加了灾害危害 2.冰川消融的一个主要原因是全球气温升高，全球气温升高对今后50年内地球环境的潜在影响，表述不正确的是 A．全球普遍变得干旱 B．山地0℃等温线将上移 C．森林带将向两极推移 D．海平面将上升 （2018天津卷）全球变暖导致冰川融化和海平面上升。为减缓全球变暖，发展低碳经济是人类社会的必然选择。读图文资料，回答3题。科学家们考察了美国西北部某山岳冰川消融的状况（图4）及产生的影响。 3．对图4所示地区1936—2015年期间地表环境变化的表述，与实际情况相符的是 A．年蒸发量始终不变B．河湖水量持续稳定增加C．生物种类保持不变D．地表淡水资源总量减少 读北极冰川面积逐月变化图，完成4题。 4．为减小北极冰川面积变化的幅度，下列做法均合理的有 ①发展城市公共交通　②大力发展高新技术工业　③利用太阳能发电　 ④改进农业灌溉技术　 ⑤提高能源利用效率 A．①②③④ B．②③④⑤ C．①③④⑤ D．①②③⑤ 碳循环和温室效应 NO.43【答案解析】 【核心探究】 考点一：碳循环和温室效应 1.（1）海水温度上升；海水酸化 （2）光合作用；呼吸作用；分解作用 （3） 4.9  化石燃料的燃烧；植被破坏 2.有利条件：该岛位于北极圈内，终年严寒冰冻（3分）；处于北冰洋中人类活动影响小。（3分） 风险：随着全球变暖，该岛冰雪融化，融水进入隧道，威胁种子库的安全。（4分） 3.（1）二氧化碳可以作为工业原料，制纯碱、尿素和碳酸饮料等。 供给温室大棚养植物，促进光合作用，提高产量。 制作干冰用作致冷剂，保藏容易腐败的食品，干冰也可用于人工降雨。 （2）碳汇交易是指一些国家通过减少排放或吸收二氧化碳，将多余的碳排放指标转卖给需要的国家，以抵消减排任务。森林碳汇量随蓄积量的增长而增加。隆林的碳汇林，正处于旺盛生长期，森林蓄积量逐年增大，碳汇增量也随之逐年增大，碳汇交易额逐年增加。 （3）生态效益：吸收大气中的二氧化碳、减缓全球气候变暖；保持水土、涵养水源等 社会效益：增加就业，脱贫致富 经济效益：碳汇款收入，木材收益等，绿水青山就是金山银山 【拓展提升】1.C 2.A 3.D 4.D 1.冰川加速融化会导致水量增大，增加了灾害危险；水量增大，可以加速水土流失，进而导致当地地貌的变化。冰川加速融化在近期内增加了某些地区的水资源，但随着冰川数量的减少，从长远来看，当地的灌溉条件会越来越差。 2.温室效应使全球气温升高，将改变各地区的干湿状况，某些地区将变得干旱，另一些地区将变得湿润。 3.A.随着全球气候变暖，气温升高，年蒸发量增加而不是不变，不符合题意。 B. 图示湖泊水来自于冰川，最终冰川消融完，则无水补给，湖泊面积会逐渐萎缩，不符合题意。 C. 随着冰川变化为湖泊，水生物种有可能增加，不符合题意。 D. 随着全球气候变暖，气温升高，蒸发增加，地表淡水资源总量减少，符合题意。 4.影响气候的主要因素 分析：本题主要考查人类与地理环境的协调发展，全球气候及其变化对人类活动的影响，北极冰川面积最小值越来越小，这与全球气候变暖密不可分．为了遏制全球气候变暖的势头，需要我们从节能减排做起． 解答：①，发展城市公共交通，有利于减少含有大量温室气体的汽车尾气的排放，故①正确．②，大力发展高新技术工业，有利于促进产业结构升级，减少石油化工等耗能严重且温室气体排放严重的第二产业的比重，有利于缓解全球变暖的问题，故②正确．③，太阳能、风能、潮汐能等清洁能源的使用，能够有效地减少化石能源的消耗，利于减少温室气体的排放，故③正确．④，改进农业灌溉技术，可以缓解地区的缺水状况，但对于减小温室效应、遏制全球变暖的势头作用不大，故④错误．⑤，提高能源利用率，有利于减少化石能源的消耗，故⑤正确．综上，本题应选择①②③⑤，正确答案为D． 【补充阅读】 1.氮循环和氧循环 氮循环是指描述自然界中氮单质和含氮化合物之间相互转换过程的生态系统的物质循环，是生物圈内基本的物质循环之一。如大气中的氮经微生物等作用而进入土壤，为动植物所利用，最终又在微生物的参与下返回大气中，如此反复循环，以至无穷。 氧循环主要是指动植物的呼吸作用及人类活动中的燃烧都消耗氧气，产生二氧化碳，植物的光合作用大量吸收二氧化碳，释放氧气，如此构成了生物圈的氧循环。大气中的氧气多数来源于光合作用，还有少量系产生于高层大气中水分子与太阳紫外线之间的光致离解作用。但是氧的地球化学循环设计的环节非常复杂，大气与海水的相互作用、生物的生理活动、地球内部的物质分异、岩石圈的地质作用，以及大气圈臭氧层的变化等过程都发生着氧的交换。 2.噪声污染 噪声是指发声体做无规则振动时发出的声音。声音由物体的振动产生，以波的形式在一定的介质（如固体、液体、气体）中进行传播。通常所说的噪声污染是指人为造成的。从生理学观点来看，凡是干扰人们休息、学习和工作以及对你所要听的声音产生干扰的声音，即不需要的声音，统称为噪声。当噪声对人及周围环境造成不良影响时，就形成噪声污染。产业革命以来，各种机械设备的创造和使用，给人类带来了繁荣和进步，但同时也产生了越来越多而且越来越强的噪声。噪声不但会对听力造成损伤，还能诱发多种致癌致命的疾病，也对人们的生活工作有所干扰。 （1）主要来源 ①交通噪声包括机动车辆、船舶、地铁、火车、飞机等的噪声。由于机动车辆数目的迅速增加，使得交通噪声成为城市的主要噪声源。 ②工业噪声工厂的各种设备产生的噪声。工业噪声的声级一般较高，对工人及周围居民带来较大的影响。 ③建筑噪声主要来源于建筑机械发出的噪声。建筑噪声的特点是强度较大，且多发生在人口密集地区，因此严重影响居民的休息与生活。 ④社会噪声包括人们的社会活动和家用电器、音响设备发出的噪声。这些设备的噪声级虽然不高，但由于和人们的日常生活联系密切，使人们在休息时得不到安静，尤为让人烦恼，极易引起邻里纠纷。 （2）噪声的危害 噪声污染对人、动物、仪器仪表以及建筑物均构成危害，其危害程度主要取决于噪声的频率、强度及暴露时间。噪声危害主要包括： ①噪声对听力的损伤。如果人们长期在强噪声环境下工作，听觉疲劳不能得到及时恢复，且内耳器官会发生器质性病变，即形成永久性听阈偏移，又称噪声性耳聋。统计表明，长期工作在90分贝以上的噪声环境中，耳聋发病率明显增加。 ②噪声能诱发多种疾病。因为噪声通过听觉器官作用于大脑中枢神经系统，以致影响到全身各个器官。噪声会产生头痛、脑胀、耳鸣、失眠、全身疲乏无力以及记忆力减退等神经衰弱症状。长期在高噪声环境下工作的人，高血压、动脉硬化和冠心病的发病率要高2～3倍。噪声也可导致消化系统功能紊乱，引起消化不良、食欲不振、恶心呕吐，使肠胃病和溃疡病发病率升高。此外，噪声对视觉器官、内分泌机能及胎儿的正常发育等方面也会产生一定影响。 ③对生活工作的干扰。噪声对人的睡眠影响极大，人即使在睡眠中，听觉也要承受噪声的刺激。噪声会导致多梦、易惊醒、睡眠质量下降等，突然的噪声对睡眠的影响更为突出。噪声还会掩蔽安全信号，如报警信号和车辆行驶信号等，以致造成事故。 ④对动物的影响。噪声能对动物的听觉器官、视觉器官、内脏器官及中枢神经系统造成病理性变化。噪声对动物的行为有一定的影响，可使动物失去行为控制能力，出现烦躁不安、失去常态等现象，强噪声会引起动物死亡。鸟类在噪声中会出现羽毛脱落，影响产卵率等。 ⑤特强噪声对仪器设备和建筑结构的危害。实验研究表明，特强噪声会损伤仪器设备，甚至使仪器设备失效。当特强噪声作用于火箭、宇航器等机械结构时，由于受声频交变负载的反复作用，会使材料产生疲劳现象而断裂，这种现象叫做声疲劳。噪声对建筑物的影响，超过140dB时，对轻型建筑开始有破坏作用。 （3）噪声的防治 我国著名声学家马大猷教授曾总结和研究了国内外现有各类噪音的危害和标准，提出了三条建议： ①为了保护人们的听力和身体健康，噪音的允许值在 75~90 分贝。②保障交谈和通讯联络，环境噪音的允许值在 45~60 分贝。③对于睡眠时间建议在 35~50 分贝。 具体措施： ①降低声源噪音，工业、交通运输业可以选用低噪音的生产设备和改进生产工艺，或者改变噪音源的运动方式（如用阻尼、隔振等措施降低固体发声体的振动）。 ②在传音途径上降低噪音，控制噪音的传播，改变声源已经发出的噪音传播途径，如采用吸音、隔音、音屏障、隔振等措施，以及合理规划城市和建筑布局等。 ③受音者或受音器官的噪音防护，在声源和传播途径上无法采取措施，或采取的声学措施仍不能达到预期效果时，就需要对受音者或受音器官采取防护措施，如长期职业性噪音暴露的工人可以戴耳塞 、耳罩或头盔等护耳器。 ④设立法律法规，如《中华人民共和国环境噪声污染防治法》。 （4）噪声的利用 ①噪声除草 科学家发现，不同的植物对不同的噪声敏感程度不一样。根据这个道理，人们制造出噪声除草器。这种噪声除草器发出的噪声能使杂草的种子提前萌发，这样就可以在作物生长之前用药物除掉杂草，用“欲擒故纵”的妙策，保证作物的顺利生长。 ②噪声诊病 美妙、悦耳的音乐能治病，这已为大家所熟知。但噪声怎么能用于诊病呢？科学家制成一种激光听力诊断装置，它由光源、噪声发生器和电脑测试器三部分组成。使用时，它先由微型噪声发生器产生微弱短促的噪声，振动耳膜，然后微型电脑就会根据回声，把耳膜功能的数据显示出来，供医生诊断。它测试迅速，不会损伤耳膜，没有痛感，特别适合儿童使用。此外，还可以用噪声测温法来探测人体的病灶。 ③噪声测温度 耶鲁大学的研究人员用中间隔有一段氧化铝的两层铝制成了这种温度计。对仪器施以电压，产生的电子穿过中间的隔层，从而形成了电流。电压磁场和噪音量之间的关系，或者说磁差，在电流中是根据温度改变的。因此，只要知道所加的电压，这个被称为采集噪音温度（SNT）的仪器就能够测出温度。研究人员说，SNT在摄氏-272.15度时能精确到千分之一，精确度是用于测量接近绝对零度的温度计的5倍。这个新设计最大的优势在于，它是一个原始温度计：不需要外部校准。这是因为电压、噪音和温度之间的关系只依赖于最基本的物理恒量。此外，这个仪器的准确测温范围还比其它温度计大得多。 3.光化学烟雾（photo-chemical smog） 光化学烟雾是汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物（HC）和氮氧化物（NOx）等一次污染物在阳光（紫外光）作用下发生光化学反应生成二次污染物，后与一次污染物混合所形成的有害浅蓝色烟雾。光化学烟雾可随气流漂移数百公里，使远离城市的农作物也受到损害。光化学烟雾多发生在阳光强烈的夏秋季节，随着光化学反应的不断进行，反应生成物不断蓄积，光化学烟雾的浓度不断升高。约在3-4h后达到最大值。光化学烟雾对大气的污染造成很多不良影响，对动植物有影响，甚至对建筑材料也有影响，并且大大降低能见度影响出行。光化学烟雾的形成及其浓度，除汽车排气中污染物的数量和浓度直接决定以外，还受太阳辐射强度、气象以及地理等条件的影响。太阳辐射强度是一个主要条件， 太阳辐射的强弱，主要取决于太阳高度，即太阳辐射线与地面所成的投射角以及大气透明度等。因此，光化学烟雾的浓度，除受太阳辐射强度的日变化影响外，还受该地的纬度、海拔高度、季节、天气和大气污染状况等条件的影响。光化学烟雾是一种循环过程，白天生成，傍晚消失。污染区大气的实测表明，一次污染物CH和NO的最大值出现在早晨交通繁忙时刻。 （1）光化学烟雾的危害 ①人和动物受到的主要伤害是眼睛和粘膜受刺激、头痛、呼吸障碍、慢性呼吸道疾病恶化、儿童肺功能异常等。光化学烟雾能促使哮喘病患者哮喘发作，能引起慢性呼吸系统疾病恶化、呼吸障碍、损害肺部功能等症状，长期吸入氧化剂能降低人体细胞的新陈代谢，加速人的衰老。PAN还是造成皮肤癌的可能试剂。光化学烟雾明显的危害是对人眼睛的刺激作用。 ②影响植物生长 植物受到臭氧的损害，开始时表皮褪色，呈蜡质状，经过一段时间后色素发生变化，叶片上出现红褐色斑点。PAN使叶子背面呈银灰色或古铜色，影响植物的生长，降低植物对病虫害的抵抗力。 ③对建筑材料的破坏 因平流层臭氧损耗导致阳光紫外线辐射的增加会加速建筑、喷涂、包装及电线电缆等所用材料，尤其是聚合物材料的降解和老化变质。特别是在高温和阳光充足的热带地区，这种破坏作用更为严重。由于这一破坏作用造成的损失估计全球每年达到数十亿美元。 ④降低大气的能见度 光化学烟雾的重要特征之一是使大气的能见度降低、视程缩短。 这主要是由于污染物质在大气中形成的光化学烟雾气溶胶所引起的。这种气溶胶颗粒大小一般多在0.3~1.0μm范围内，由于这样大小的颗粒实际上不易因重力作用而沉降，能较长时间悬浮于空气中，长距离迁移。它们与人视觉能力的光波波长相—致，能散射太阳光，从而明显地降低了大气的能见度，因而妨害了汽车与飞机等交通工具的安全运行，导致交通事故增多。 ⑤其他危害 光化学烟雾会加速橡胶制品的老化和龟裂，腐蚀建筑物和衣物，缩短其使用寿命。 （2）光化学烟雾的防治措施 ①控制污染源 研究光化学烟雾的最终目的是如何控制NO2及HC的浓度，使O3的浓度符合大气质量标准的要求。除控制工业污染源外，主要是改善汽车发动机的结构与工作状态和安装尾气催化转化器，前者可降低燃料消耗、减少有害气体排放，后者可使尾气无害化。 ②采用无污染运输 如使用氢作为发动机燃料，利用氢氧燃料电池供电来驱动运输工具（电动车），利用电磁感应的方法推动火车（超导悬浮列车）等。利用清洁能源，开发无污染运输己引起科学家和各国政府的高度重视。 ③利用化学抑制剂 用化学抑制剂。目的是消除自由基，以抑制链式反应的进行，从而控制光化学烟雾的形成。人们发现二乙基羟胺、苯胺、二苯胺等对HO（氢氧自由基）有不同程度的抑制作用，尤其是二乙基羟胺对光化学烟雾有较好的抑制作用。但在使用过程中，要注意抑制剂对人体和动植物的毒害作用，并注意防止抑制剂产生二次污染。对这种方法许多科学家持有不问意见，付诸实施要十分慎重。 ④植树造林 实验证明，树木在一定浓度范围内，会吸收各种有毒气体，使污染的空气得以净化。因此应大力提倡植树造林，绿化环境。 ( 2 ) ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$