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预算跟踪气体和气溶胶。变薄的平流层臭氧层收益率更高的紫外线通量对流层,从而加速光致氧化过程。
理解对流层化学和全球变化之间的复杂的相互作用提供了一个强大的科学挑战,可以解决只有通过科学学科之间的密切合作,观察和建模之间的紧密互动,广泛的国际合作。
2 J介绍
在公众心目中,“全球变化”已经成为几乎等同于“全球变暖”和“气候变化”一个狭窄的减少最初的意义。raybet雷竞技最新尽管毫无疑问,气候变化的可能性非常关心地球的人口,我们不能忘记,我们生活在一个时期几乎所有raybet雷竞技最新地球的组件系统正在改变。的大气的化学成分是由人类活动扰动在大规模,陆地生物群修改土地利用变化,hiomass燃烧,砍伐森林,物种灭绝。海洋生物受到过度捕捞的影响,富营养化污染。有一种倾向认为这些问题是独立的环境问题,每个吸引公众的注意,和每个要求一个特定的解决方案。
这种方法掩盖了一个事实,那就是,所有这些现象弧同时发生在同一“地球系统”,因此,他们相互作用,相互加强或阻尼,或改变对方的时间演化。这种观点反映在“布雷瑟”图(图2.1),它显示了人类活动之间的复杂联系,物理气候系统和生物地球化学循环。raybet雷竞技最新
尤为重要的是,要检查可能的地球系统反馈,扩大扰动的影响。良好,气温的上升导致冰川反照率的变化,大气水汽含量和阴沉,变化,进而采取行动增加温度。如果额外的正反馈存在,他们将增加反馈,因为极度的非线性行为在更高的收益,可能会较大影响(Lashof et al ., 1997)。
在这一章中,我探索这些人类活动之间的交互,大气化学、气候与生态,使用选定的例子和案例研究。raybet雷竞技最新我从(相对)进行简单的越复杂,记住,探索解决的任何问题在其全部的深度和复杂性超出框架这样的章概述。
2.2“简单”的情况:人为Halogcnatcd碳氢化合物
最明显的证据,全球变化在地球系统大气成分的变化,特别是一些长期存在的痕量气体排放的浓度增加工业活动。这是第一次有记录的公司吗?的长期测量由c·d·基林在马una罗亚山站在夏威夷(Bacastow et al ., 1985;Keeling et al ., 1995),随后众多
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Fiffurc 2.1 + wBrethcri«n”图。这个版本的图已经击败了b \地球系统科学教育计划,大学空间研究协会,Whitetaw,威斯康辛州交会板部分颜色版本。
其他微量气体,如甲烷(CH4),一氧化二氮(N ? 0),一氧化碳(CO),和许多卤代烃(我loughton et al ., 1996年,引用其中)。
后者类化合物包括物种如氯氟化碳(含氯氟烃,氟利昂)、甲基氯仿(trichlorocthanc)和部分卤代氯氟化碳(氢氯氟碳化合物),这完全是人造的,而且没有天然来源。因为他们生产工业,通常由制造商相对较少,准确记录存在的数量和时间的产生和释放到环境中。大多数人为卤化碳氢化合物没有重大生物水槽和水生系统的耐水解,所以他们唯一的大水槽是大气中光化学分解。对于大多数物质,这水池遵循一级动力学,也就是说,它的速度是一个线性函数的示踪气体浓度。
由于良好的和简单的源和汇这些气体的功能,其在大气中的浓度作为时间和空间坐标的函数可以相对容易理解和建模。图22的例子说明了这一行为的时间记录甲基氯仿,一种物质,没有已知的天然来源,被几乎完全通过反应与对流层哦。使用甲基氯仿由《蒙特利尔议定书》严格限制,因此其生产大幅下降1990左右。这导致大气的逆转趋势在1991年,从平均增加4.5±0.1% /年下降约14% /年的1995/1996,这种行为可以被描述在一个大气模型和用于推断它的加权平均数大气一生(4.8年)和全球平均哦浓度(Montzka et al ., 1996;Prinn等啊,1995)。
尽管我们使用这些化合物的例子最简单的情况下,以最小的反馈过程,wc应该注意到,即使在这里一些可能出现的并发症,如果这些物质的臭氧密度可以改变这样的程度,它将大大改变紫外线通量对流层,因此对流层哦丰富,它可能会影响自己的一生。虽然它已经
图2.2。大气的演化的混合比甲基氯仿(CHjCQj)在北半球对流层(从kurylo et al ., 1999),这个版本的图已经被滑坡体产生系统科学教育计划,大学空间研究协会,怀特劳,威斯康辛州。参见颜色板部分。
图2.2。大气的演化的混合比甲基氯仿(CHjCQj)在北半球对流层(从kurylo et al ., 1999),这个版本的图已经被滑坡体产生系统科学教育计划,大学空间研究协会,怀特劳,威斯康辛州。参见颜色板部分。
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认为,在对流层哦没有发生重大变化的时间尺度来表示在图2.2 (Prinn et al ., 1995),这个问题并不是没有争议{Krol等,1998),在下面更详细地讨论这个问题。
2.3一个更复杂的例子:二氧化碳
在某种程度上,公司?从先前的案例代表了另一个极端:它是强大而复杂的生物地球化学相互作用,及其人为来源只有在小扰动下的自然流量。年度二氧化碳通量的陆地和海洋生物群编造一些每年150 Pg C (1 Pg - 10 g),而从化石燃料燃烧和排放水泥制造占“只有* * 6 Pg年K是这个小增量添加到生物通量大公司吗?负责大部分的增长有限公司吗?在大气中的浓度和大约一半的温室气体效应。其余的大气中的二氧化碳增加的影响热带森林砍伐(变动碳的“长寿陆地生物质能”水库到大气中。
理解和预测大气的二氧化碳,我们需要全面了解所有的复杂的生物地球化学相互作用,控制地球的隔间之间转移,包括深和浅海洋,海洋和陆地生物群的沉积物和土壤,等等。气候之间有大量的已知的反馈周期的碳和“营养”元素(N、P和S),而且很有可能一个更大的数量仍然是未知的(raybet雷竞技最新见,例如,Lashof等啊,1997)。因此,公司?可能是最“有趣”biogcochemist微量气体。大气化学家,然而,它是“无聊”,因为它不接受任何相关大气中化学反应。因此,我没有解决全球碳循环在任何细节在本章但限制自己这几个简短的讲话。
然而,它可能是值得的,强调一个点,我们会回来几次在以下部分:热带地区在理解全球变化的重要性。热带弧的部分全球最快速增长的人口,最具戏剧性的工业扩张,最迅速和普遍的土地利用和土地覆盖的变化。热带地区包含最大的陆地植被和站股票也最高利率的光合作用和呼吸作用(之一,它的1990年,霍顿和Skole赖斯和波特,1995)。因此可能在热带土地利用变化对全球碳循环产生深远影响未来几十年(霍顿等,1998),
2.4微量气体w i非常复杂的源和汇模式:CH4, N20
在公司吗?甲烷是最重要的温室气体,有明确的证据表明其大气浓度增加,因为人类活动。为了理解这一增加,大量的努力进入阐明微量气体的预算。
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生物质
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