内容正文:
第2章 大气与气候的变化
第5节 大气和气候的演变
(浙教版)八年级
下
科学 技术 社会 环境
煤、石油和天然气等燃烧释放的大量二氧化碳,将在大气中滞留相当长的时间,这会对世界气候产生深远的影响。
地球表面温度变化
二氧化碳在大气中的含量
取2只塑料杯,各装 1/12 清水,在1只盛水的塑料杯上盖一块玻璃片。把它们同时放在太阳光下晒 1小时左右,然后分别测量水温。
水温低 水温高
有玻璃片盖住,太阳光透过玻璃后,会使杯内水温度升高,而水面的辐射却很少能穿透玻璃。
玻璃温室
太阳光透过温室的玻璃后,会使室内地面温度升高,而地面的辐射却很少能穿透玻璃,因此温室具有保温作用。
一.温室效应
(1)概念
(2)温室效应的成因
二氧化碳气体像温室玻璃一样,来自太阳的光能可以很好地穿过二氧化碳到达地面使地面温度升高,而地面的反射却很少能穿透这层二氧化碳,使得它具有保温作用
合作探究
大气中的二氧化碳具有与温室玻璃相似的作用,对地球起着保温的作用,从而产生“温室效应”
(3)、温室气体
能造成“温室效应”的气体有二氧化碳(CO2)、水蒸气(H2O)、臭氧(O3 )、氧化亚氮(N2O)、甲烷(CH4 )等,统称为温室气体。
对全球升温的贡献百分比来说,二氧化碳由于含量较多,所占的比例也最大,约为 55%。
据世界气象组织报告,2020年全球温室气体浓度已达到新高,二氧化碳、甲烷和氧化亚氮的浓度分别比工业化前高出149%、262%和123%,而这种增长在2021年仍在继续;2021年全球平均气温(1月至9月)较1850年至1900年高出约1.09°C。
(4)温室效应的利弊
①利
适于动植物的生存
②弊
全球变暖冰川消融、海平面上升、传播疾病,土地沙漠化,农业减产等
合作探究
论 证
论证是一种基于证据和理论形成推理并得出结论,解释主体的立场或观点合理性的过程。科学论证基于证据和科学原理做判断,通过口头和书面展开论辩,使他人能够相信自己基于证据建立的结论、解释、猜想或其他主张。例如,可开展“二氧化碳是全球气候变暖的主要原因”的论证。
探索活动
1.在不同时期,大气中的CO2浓度如何变化?
在工业革命前,大气中的CO2浓度基本稳定,工业革命后,CO2浓度急剧增加。
大气中的CO2浓度变化(1ppm表示浓度为百万分之一)
十九世纪中期
CO2消耗的原因:森林等植被面积的大幅度减少。
2.推测引起大气中CO2浓度明显变化的原因。
CO2产生的原因:煤、石油、天然气等能源的大量燃烧;
说明
①一般情况下,大气中被吸收的二氧化碳的量与重新释放出的量大致相等。
②大气中二氧化碳的含量保持稳定为地球上生物的生存提供了良好的条件,二氧化碳在大气的热平衡中起着重要作用
自然界中的氧、碳在不断地循环,氧气、二氧化碳含量是相对稳定的。随着科学技术的发展,科学家能对大气中各气体的含量进行较为精准的测量。
活动:查阅有关资料,并进行讨论
查找大气中二氧化碳的平衡与不平衡的原因,讨论如何来保持大气中二氧化碳的平衡?为什么要提倡“低碳”生活?
自然原因:自然界的碳循环
人为原因:人口增长,大量使用煤、石油等燃料;大量砍伐森林
防治“温室效应”的加剧.
措施:提倡植树造林;减少煤、石油、天然气等燃料的使用;使用氢能、水能、太阳能等不产生二氧化碳的燃料等。
(5)应对温室效应的措施
二、臭氧层
【视频】生命的保护神——臭氧层
雷雨过后,空气会特别清新,这是由于电闪雷鸣过程中产生了一种叫臭氧的物质。
臭氧是蓝色、带有腥臭味的气体,能吸收紫外线。
臭氧的化学式:O3。
臭氧化学性质:不稳定,在常温下会逐渐分解为氧气;具有强氧化性,杀菌能力显著。
2O3 3O2
催化剂或加热
1.臭氧层的作用
有利:高空臭氧层是保护层。太阳光中的紫外线对人的皮肤、眼睛甚至免疫系统都会造成伤害;它还会影响水生生物的生长,破坏植物叶内的叶绿素,从而阻碍各种农作物和树木的光合作用。而臭氧层则能吸收大部分的紫外线,对生物起到保护的作用。
有害:近地低空中的臭氧却是一种污染物。低层臭氧含量的增加可以引起光化学烟雾,对许多植物有伤害作用,对金属有腐蚀作用,还会引起人的机体失调和中毒。
在距地面10~50km的大气平流层里,集中了地球上大约90%的臭氧,其中离地面22~25km处,臭氧浓度值达到最高,这一层大气称为“臭氧层”。
2.破坏臭氧层的一些因素。
20世纪70年代末期,科学家经大量的观测和研究发现,大气层中的臭氧层遭到氯氟烃的破坏,地球南北极上空臭氧层中的臭氧浓度明显下降,相继出现了臭氧薄层(俗称臭氧空洞)。
3.臭氧层破坏对人类生活的影响。
计算机模拟表明,大气中臭氧的减少,会直接影响人类的健康和其他生物的生长。
4.保护臭氧层措施
目前,世界各国都在采取积极有效的措施防止臭氧层被破坏。例如,禁止生产和使用含氯氟烃的制冷剂、发泡剂、洗洁剂、喷雾剂等化学物质。
紫外线
臭氧层
臭氧层破坏
三、气候的长期演变
【视频】减排行动
小至一个区域,大到全球,气候都悄然地发生着变化。气候变化的过程是缓慢的,但结果却是显著的。
那么,气候变化有规律吗?它受哪些因素影响?
1.中国近5000年来气候变化的特点
【探索活动】根据图2.5-6,归纳中国5000年来气候变化的特点。
我国著名的气象学家竺可桢,根据考古发现、古代文字记载、物候变化、方志气候材料及仪器观测资料,在浩如烟海的古代典籍中梳理各种有关气候变迁的资料,同时他还关注当时国际研究进展,两相结合探查中国气候的线性变化,绘制了中国近5000年的气温变化曲线。
竺可桢认为我国近5000年来气候变化大致划分为四个时期:
约公元前3000年~公元前1100年的温暖时期;
公元前1100年~公元1400年的寒暖交错时期;
公元1400年~1900年的寒冷时期;
公元1900年以来的气候波动时期。
2.气温的升高对气候的影响
在过去的温暖时期,北冰洋的极地冰盖曾经消融,大象曾经出现在我国的淮河流域。在寒冷时期,我国的太湖和鄱阳湖曾经多次封冻。
近百年来的仪器观测记录表明,近现代全球平均气温呈波动上升趋势。工业革命以来,气候变化广泛、迅速,且不断增强,数千年来未曾见过。
全球气温升高会对人类造成哪些威胁?
(1)冰川融化,海平面上升,导致沿海低地被淹没,沿海城市和岛屿面临被放弃的风险,基础设施需重大调整;
(2)极端天气事件(如高温、暴雨、干旱、飓风等)频发,加剧自然灾害风险,威胁人类生命财产安全;
(3)生态系统破坏,生物多样性减少,影响农业生产(如作物减产、病虫害加剧),威胁粮食安全;
(4)淡水资源短缺,气温升高改变降水模式,影响全球水资源分布;
(5)疾病传播:高温及环境变化可能引发传染病传播范围扩大,危害人类健康。
大气的变化会对全球气候产生影响。全球气候系统的形成非常复杂,理论上,大气中的二氧化碳浓度不断增大,将会引起地球平均温度持续升高,导致全球变暖。
城市是人口高度密集、经济高速发展、能量消耗较多、空气污染严重的特殊地区。这些特点使城市形成了一种气温较高、湿度较低、雾霾增多的特殊气候,它使城市上空经常维持一个气温高于四周郊区的暖气团,犹如海面上的岛屿,称为城市“热岛”现象。
热岛效应
暖空气团
热岛
气候变化与人类活动有着密切关系。现代工业的不断发展,人类生活方式的改变,煤、石油、天然气等能源的大量消耗,以及森林的大幅度减少,使得大气中的二氧化碳不断增加,大气对地面的保温作用增强,加速了全球气候的变暖趋势。通过植树造林、修建水库,能改良局部地区的小气候。
【结束语】气候系统的一些变化是不可逆的。我们要重视保护大气环境,通过减缓全球变暖,使气候向更有利于地球上生态平衡和万物生存的方向发展。
化石燃料的大量消耗
森林的大幅度减少
使用氟利昂
植树造林
修建水库
防风固沙
3.践行绿色低碳生活方式
竺 可 桢
竺可桢(1890~1974 ),又名绍荣,我国卓越的科学家和教育家,当代著名的地理学家和气象学家,我国近代地理学的奠基人。他创建了我国大学中的第一个地学系,担任浙江大学校长长达13年。
他的代表性著作有《历史时代世界气候的波动》和《中国近五千年来气候变迁的初步研究》等。前者依据北冰洋海冰衰减、苏联冻土带南界北移、世界高山冰川后退、海面上升等有关文献资料,证明了 20世纪气候逐步转暖,并由此追溯了历史时期和第四纪全球气候波动的过程。后一篇论文是一项轰动国内外的重大学术成就。他充分利用了我国古代典籍与方志的记载以及考古的成果、物候观测和仪器记录资料,进行深入的研究,得出了科学的结论。
【随堂巩固】
例1 2023年11月30日,国务院印发《空气质量改善行动计划》,台州积极行动,努力打造公园城市,下列做法不符合这一理念的是( )
A.加强大气监测,使用清洁燃料 B.铲除观赏植物,种植农作物
C.垃圾分类处理,污水集中处理 D.积极植树造林,促进达成“碳中和”
【答案】B
【解析】A、加强大气监测可以及时了解空气质量状况,为改善空气质量提供数据支持;使用清洁燃料可以减少污染物排放,有利于空气质量改善。这个做法符合打造公园城市、改善空气质量的理念 ,不符合题意;
B、铲除观赏植物,种植农作物,可能会破坏生态环境,符合题意;
C、垃圾分类处理,可以实现资源的有效利用,减少污染物的排放,污水集中处理,可以减少污染,保护水资源,不符合题意;
D、积极植树造林,可以增加二氧化碳的吸收,减少二氧化碳的排放,促进达成“碳中和”,不符合题意。
例2.近年来,“全球变暖”成为人们热议的话题。有人说,地球的温度就像一辆失控狂飙的汽车,如果不设法让它降下来,就会有灾难性的后果。
(1)有人认为,全球气候变暖是二氧化碳等温室气体过度排放所造成的。从较长的历史时期来看,情况是怎样的呢?分析图像得出你的观点: 。
(2)不论科学研究最终会得出什么结论,低碳生活代表着低成本、更健康的生活方式,是值得提倡的。下列做法:①大力发展火力发电;②优化建筑设计,增强室内自然采光,减少照明用电;③夏天,空调最低温度不低于26℃;④鼓励乘坐私家车出行,其中不符合“低碳”理念的是 (填序号)。
【答案】(1)
①目前二氧化碳浓度低于历史大部分时期;
②二氧化碳浓度与气温上升不成正比;
③二氧化碳不一定是造成气温上升的罪魁祸首;
④低碳生活理念,似乎不那么重要与迫切;
⑤人类排放的二氧化碳未必造成灾难性后果。
(2)①④
例3.全球气候变暖已引起了全人类的关注,在汉斯出版社《可持续发展》期刊中,有论文收集了相关资料,试图回答怎样才能控制气温升高,下列措施中对控制气温升高不利的是( )
A.参与植树造林,扩大森林面积
B.乘坐公共交通工具或骑自行车出行
C.经常使用一次性筷子,方便生活
D.减少化石燃料燃烧,减少温室气体排放
【答案】C
【解析】A.大力植树造林,可减少空气中的二氧化碳含量,利于控制气温升高,A不符合题意。
乘坐公共交通工具,低碳出行可以减少有害物质的排放,符合节能减排,利于实现控制气温升高,B不符合题意。
C.使用一次性餐具,方便生活,浪费能源,不符合节能减排,不利于实现控制气温升高,C符合题意。D.减少化石燃料燃烧,减少二氧化碳等温室气体排放,利于控制气温升高,D不符合题意。
4、读城市“热岛效应”示意图,关于“热岛效应” 的影响,正确的是--------( )
A、减小了污染范围
B、提高市区的温度
C、改善了郊区的空气质量
D、降低市区污染程度
D
板书设计
第5节 大气对气候的影响
温室气体(CO2、CH4、H2O、N2O等)
保温作用
温室效应
臭氧层
位于平流层
吸收紫外线,保护生物
氯氟烃破坏臭氧层,形成臭氧空洞
气候的长期演变
温暖时期→寒暖交错时期→寒冷时期→气候波动时期
气候总是表现出波动变化的特点。
近现代全球平均气温呈波动上升趋势
人类活动对气候的影响
化石燃料的大量消耗
森林面积的大幅较少
→全球气温升高
植树造林、修建水库→改良局部小气候
大气对气候的影响
践行绿色
健康的生活方式
Lavf59.6.100
Lavf52.84.0
Lavf58.76.100
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