内容正文:
第一节 碳排放与国际减排合作
课程标准
运用碳循环和温室效应原理,分析碳排放对环境的影响,说出碳减排国际合作的重要性。
素养目标
1.运用图表,说明碳存在形式及碳循环过程(综合思维)。
2.运用资料,说明碳排放与温室效应的关系,理解全球气候变暖的影响(综合思维)。
3.结合资料,说明碳减排国际合作的重要性(人地协调观)。
任务一 自然界的碳循环与温室效应
1.碳循环
(1)碳存在形式:地球上的碳以不同的形式存在于生物群落和无机环境中。
(2)碳循环概念:是指碳元素在大气圈、岩石圈、水圈和生物圈之间转移和交换的过程。
(3)碳循环过程
2.碳排放与温室效应
(1)碳排放过程
(2)碳排放与温室气体
①碳排放:是对各种温室气体排放的总称。
②温室气体:是大气保温气体的俗称,是指大气中能让太阳短波辐射透入,而阻止地面和低层大气长波辐射逸出的气体。
[思考感悟] 为什么说水汽是温室气体?
提示:水汽能吸收长波的红外线,对地面有保温作用,因此水汽是温室气体。
【核心归纳】
1.碳循环的主要途径
(1)CO2→光合作用→有机物→植物的呼吸作用→CO2。
(2)CO2→光合作用→有机物→动物吸收→体内氧化→CO2。
(3)CO2→光合作用→有机物→动植物残体→微生物分解作用→CO2。
(4)CO2→光合作用→有机物→动植物残体→地下漫长反应→煤、石油等化石燃料燃烧→CO2。
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2.温室效应过程
(1)太阳暖大地:到达大气上界的太阳辐射穿过大气层时,被大气削弱的很少,大部分到达地面,使地面增温。
(2)大地暖大气:近地面大气中的二氧化碳和水汽吸收地面长波辐射增温。
(3)大气还大地:大气通过大气逆辐射把热量还给地面。
(4)温室效应增强:大气中二氧化碳等温室气体增加,吸收地面辐射增加,大气逆辐射增加,全球气候变暖。
3.温室效应的利弊
(1)利:温室效应是保证地球上的气温适宜动植物生存的必要条件,适宜的温室效应对于人类和各种生物来说是非常有益的。科学研究表明:温室效应使地球表面的平均温度为15 ℃,否则将会下降到-18 ℃。而且,如果大气中二氧化碳和水蒸气的含量保持不变的话,大气表面的温度也将维持恒定。
(2)弊:若温室气体含量发生变化,则会导致地球表面温度、气候与环境等发生相应的变化。
随着矿物能源的大量消耗,大气中二氧化碳不断增多,充分利用太阳能、降低二氧化碳排放,是工农业持续发展的重要途径。上图为我国北方地区某地阳光居室图。
问题1.(综合思维)二氧化碳是一种温室气体。二氧化碳浓度增大,是如何加强大气温室效应的?
提示:更多地吸收地面长波辐射,提高了大气温度; 增加了大气逆辐射,补偿了地面损失的热量。
问题2.(综合思维)冬季晴天时,在未采用任何取暖设备的条件下,阳光居室内的最高温度可达22 ℃。请分析阳光居室是如何达到这样的保温效果的。
提示:大部分太阳辐射能透过阳光居室的玻璃到达室内地面,地面吸收太阳辐射而增温,并以长波辐射的形式把热量传递给室内大气; 地面长波辐射不能穿透玻璃而被反射回地面,从而将热量保留在室内; 同时,封闭的空间也隔绝了室内外热量的交换,加强了保温效果。
问题3.(综合思维)开发利用新能源,能够减缓全球变暖。请根据温室效应的原理,解释其原因。
提示:开发利用新能源可使大气中二氧化碳减少,大气吸收的地面辐射也会减少,大气逆辐射会变弱,大气的保温作用减弱,使气温升高趋势减缓。
(2024·广东模拟)下图示意地理环境中的碳循环。读图,完成1~2题。
1.与全球气候变暖关系最密切的是( )
A.①③ B.②④ C.③④ D.①②
2.下列叙述正确的是( )
①绿色植物的光合作用、呼吸作用是碳循环的重要组成部分 ②地理环境中碳循环可跨越圈层界限 ③自然地理环境各要素是相互独立的 ④自然环境中的物质和能量处在不断循环之中
A.①③④ B.①②④
C.②③④ D.①②③
答案:1.B 2.B
解析:第1题, 读图可知,与全球气候变暖关系最密切的是大气中二氧化碳的含量增大,绿色植物吸收二氧化碳减少,②正确;①是植物呼吸作用,排放量小,①错误;③是动植物遗体和排出物,排放量小,③错误;④是工厂排放的废气,排放较多,④正确。故选B。第2题,此图表明碳元素不断地在大气圈、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。可以说明绿色植物的光合作用和呼吸作用对碳循环影响明显,①正确;地理环境中的碳循环往往跨越圈层界限,②正确;自然地理环境各要素是相互联系的,不是独立存在的,③错误;由图可知,物质通过生物体之间不断的转化和传递进行循环,而能量则从光合作用开始不断地通过食物链传递。因此自然环境中的物质和能量处在不断循环之中,④正确。故选B。
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(2024·四川大数据联盟期末)食品行业在生产、运输和消费过程中排放的温室气体约占全球温室气体排放量的五分之一。生产1 kg牛肉排放的CO2是豌豆的60倍;新鲜农产品在被消费之前运输得越远,就会排放越多的CO2。据此完成3~4题。
3.种植业CO2排放量远低于畜牧业,是因为种植业( )
A.农作物吸收CO2较多
B.化肥的使用量较多
C.农作物生产量较低
D.农作物消费量较低
4.新鲜农产品运输距离越远,CO2排放越多的原因是( )
A.运输成本较高 B.运输效率较低
C.能源消耗更多 D.能源利用率低
答案:3.A 4.C
解析:第3题,种植业和畜牧业在生产过程中都会产生CO2排放,但它们的排放量和排放机制有所不同。与畜牧业相比,种植业所种植的农作物会通过光合作用吸收大气中的CO2,将其转化为有机物,这个过程实际上减少了大气中的CO2含量,A正确,B、C、D错。故选A。第4题,20世纪90年代,英国TimLang教授首次提出“食物里程”的概念,旨在警告消费者长途食品运输与全球碳排放量增加之间的联系。在美国,新鲜农产品在被消费之前通常也要经过2 500多公里的长距离运输,比北京到广州的距离都要远。而新鲜农产品“走”得越远,需要的化石燃料就越多,就会导致排放更多的CO2,从而加剧气候变化,C正确,A、B、D错。故选C。
任务二 碳排放对环境的影响、国际减排合作
1.碳排放对环境的影响
(1)二氧化碳的作用
角度
影响
有利
绿色植物进行光合作用必需的原料
不利
浓度超过正常范围时,会导致气候变暖,引发一系列环境问题
(2)全球气候变暖的影响
①导致热浪、干旱、洪涝、台风、暴雪等极端天气频繁发生,改变了水热时空分布,进而影响到人们的生产生活。
②引起冰川积雪加速融化,导致海平面上升,威胁到沿海低洼地带的安全。
③影响到森林、草原等生态系统的安全,一些物种难以适应新的生存环境,面临灭绝的危险。
④对国民经济造成影响,比如导致农作物减产,影响到工业生产、交通运输和旅游业。
⑤通过多种途径威胁到公众的身体健康。
[名师点睛] 全球变暖对人类活动和社会的影响要从有利和不利两方面分析,总的来说是弊大于利,因此人类要加强对环境的保护,减少二氧化碳等温室气体的排放。
2.国际减排合作
(1)碳减排的原因:缓解人类所面临的气候危机。
(2)“共同但有区别的责任”原则
项目
内容
内容
强调责任的共同性,即在地球生态系统整体性的前提下,各国都有减少碳排放的责任,但在承担责任的大小和方式等方面应该有所区别
原因
1850年以来,全球碳排放总量的3/4来自发达国家
表现
发达国家率先减少碳排放,并通过技术转让、资金援助、市场开放等形式,帮助发展中国家提高应对气候变化的能力
[思考感悟] 在碳减排中,为什么发达国家应承担更多的责任?
提示:由于发达国家工业化起步早,人均消耗的资源远比发展中国家多,人均排放的碳也比发展中国家高很多,1850年以来,全球碳排放总量的 3/4 来自发达国家,而且发达国家还拥有治理环境的经验、雄厚的经济实力、先进的科学技术。根据公平原则,发达国家有义务率先采取环境保护,承担治污费用,并将环保技术无偿或以优惠条件转让给发展中国家,这是发达国家应负的责任。
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【核心归纳】
1.全球气候变暖的原因
(1)自然原因
太阳辐射的变化、海陆分布的变化、地形的变化以及地球正处于温暖的间冰期等。
(2)人为原因
2.全球气候变暖的影响
(1)对海平面和海岸带的影响
(2)对农业生产的主要影响
(3)对水循环过程的影响
全球气候变化的分析思路
1.看趋势:全球气候变化不等于全球气候变暖。在分析全球气候变化时一定要考虑到时间尺度,在地球发展的地质时期、历史时期和近现代,全球气候变化的特点是不同的。我们通常所说的全球气候变暖指的是近现代,即最近一两百年内的气温升高。
2.辨影响:全球气候变暖不是百害而无一利的。除危害之外,我们也必须看到,高纬度地区气温上升,农作物生长的热量条件得到改善,其产量将增加。
3.抓特殊点:注意气候变化曲线的最高点、最低点、转折点等。
3.应对全球气候变暖的对策
4.碳减排的主要措施
主要措施
具体表述
政策指引
我国为实现至2030年的碳达峰计划,陆续出台替代能源及低碳经济相关扶植政策等
技术支持
加强低碳和零碳技术的研发和产业化投入;加快建设以低碳为特征的工业、建筑业和交通体系
国际合作
碳减排不是哪一个国家的事,必须要采取全球性的行动
理念更新
增强全社会应对全球气候变化的意识;加快形成绿色低碳的生活方式和消费模式
2021年4月19日,世界气象组织发布《2020年全球气候状况》报告。报告指出2020年仍是有记录以来三个最热的年份之一,2019年和2020年,全球主要温室气体浓度持续上升。报告记录了气候系统多个指标的变化,包括温室气体浓度、不断上升的陆地和海洋温度、海平面上升、冰川消融和极端天气等,并强调了这些变化对经济社会发展、迁移和流离失所、粮食安全以及陆地和海洋生态系统的影响。
问题1.(综合思维)全球气候变暖的主要人为原因是什么?
提示:人类大规模使用化石燃料,排放了大量温室气体;毁林开荒,破坏植被,大气中二氧化碳浓度增加。
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问题2.(综合思维)分析全球气候变暖对一些沿海国家造成的主要不利影响。
提示:全球气候变暖导致海平面上升,淹没一些沿海低地。
问题3.(人地协调观)探讨减少温室气体排放的合理措施。
提示:提高能源利用效率;提高清洁能源消费比重;发展清洁燃烧技术;开发利用新能源;调整产业结构。
(2024·山西太原高二期中)2023年政府工作报告指出,我国要稳步推进节能降碳工作,统筹能源安全稳定供应和绿色低碳发展。下表为2020年中国、美国、印度和俄罗斯四国CO2排放状况统计。据此完成1~2题。
国家
CO2排放量/百万吨
CO2排放量占比/%
人均CO2排放量/(吨·人-1)
中国
9 899.3
30.7
6.9
美国
4 457.2
13.8
13.5
印度
2 302.3
7.1
1.7
俄罗斯
1 482.2
4.6
10.2
1.俄罗斯人均CO2排放量远高于印度是由于俄罗斯( )
A.经济发展水平高 B.石油消费总量大
C.能源利用效率低 D.人均能源消费高
2.我国减少碳排放的关键措施是( )
A.优化能源消费结构 B.提高国民生产总值
C.加快经济增长速度 D.增加植被覆盖面积
答案:1.D 2.A
解析:第1题,单从俄罗斯与印度的人均二氧化碳排放量不能推断两者经济发展水平高低状况,A错误;石油消费总量是印度大于俄罗斯,因为印度二氧化碳排放总量远大于俄罗斯,B错误;俄罗斯工业基础好,技术发达,能源利用效率高,C错误;俄罗斯纬度高,气候寒冷,煤炭等取暖设备多,人均能源消费高,D正确。故选D。第2题,我国减少碳排放的关键措施是提高资源利用效率,优化能源消费结构,A正确;提高国民生产总值会加大碳排放,B错误;盲目单方面追求加快经济增长速度是不合理的,会加大二氧化碳的排放,C错误;增加植被覆盖面积可以有效减少空气中的二氧化碳,但并不是题干要求的减少碳排放,而是增加碳吸收,D错误。故选A。
(2024·山东日照高一期中)可持续发展是社会系统、经济系统、生态系统的协调统一。为实现可持续发展,我国政府提出努力争取在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。碳中和是指一定时间内直接或间接排放的二氧化碳总量,通过二氧化碳去除手段,抵消掉这部分碳排放,达到“净零排放”的目的。下图示意我国“双碳”进程预测。据此完成3~4题。
3.“双碳”进程预测表明( )
A.碳达峰是人类对环境过度索取的结果
B.实现碳中和会使社会、经济发展受阻
C.只要向环境排放废弃物就不会达到可持续发展
D.可以通过人的管理调控实现人地关系协调
4.为实现我国碳达峰和碳中和目标,下列措施可行的是( )
①循环使用淡水资源 ②积极推广生物碳汇技术 ③调整优化能源消费结构 ④将高耗能企业转移出国 ⑤征收碳税,以促进行业绿色转型 ⑥用新能源车全面替代燃油车
A.①②③ B.②④⑤
C.②③⑤ D.③④⑥
答案:3.D 4.C
解析:第3题,碳达峰是指排放的二氧化碳达到了峰值,是人类控制对自然过度索取的结果,A错误。实现碳中和可以实现人地协调发展,不会使社会经济发展受阻,B错误。向环境中排放废弃物后只要通过去除手段抵消这部分废弃物就可以达到可持续发展,C错误。人的管理调控可以实现与自然协调发展,能够实现人地关系协调,D正确,故选D。第4题,循环使用淡水资源,与二氧化碳排放关系较小,对我国实现碳达峰和碳中和的目标影响较小,①错误。将高能耗企业转移出国会污染他国环境,不可行,④错误。由于新能源技术尚不成熟,并且成本相对较高,所以用新能源车全面替代燃油车不可行,⑥错误。积极推广生物碳汇技术以及优化能源消费结构有利于减少二氧化碳的排放,有利于实现我国碳达峰和碳中和的目标,②③正确。征收碳税有利于促进行业向绿色转型,能够减少二氧化碳的排放,有利于实现我国碳达峰和碳中和的目标,⑤正确。故选C。
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