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最后更新于星期二,04年4月2023年|紫外线辐射

当今世界日益增长的人口(67亿年,美国人口普查局2008年)面临着巨大的挑战,由于有限的资源用于生产充足的食物、纤维、饲料、工业产品和生态系统服务。随着全球人口的增加近8000万,每年必须开发政策,以确保未来的80亿人口的需要,2025年到2050年超过120亿(2008年联合国人口司)。大约84%的这种增长预计将发生在发展中国家。雷竞技手机版app从本质上没有新的耕地,可以培养,增加食品供应必须主要来自更多现有耕地的精耕细作。此外,随着集约农业,土壤退化将成为一个主要的问题。世界上的水资源也是有限的,和需求的增加将导致减少了农业用水的可用性。城市社区一般不优先保护农业资源,如土地和水。在许多高度密集的国家,粮食和纤维需要被灌溉了高达7雷竞技手机版app5%的耕地和引进高产品种的粮食作物,有较高的输入使用从而最大化生产效率。此外,人类源于自然生态系统带来的好处,比如有价(即产品和商品。、木材、鱼、制药),(即休闲机会。露营,划船,狩猎,徒步旅行、钓鱼),维护生物多样性、审美和精神体验,和其他服务(即。、水土流失控制、水净化、固碳、氧生产),正在受到越来越多的人口和栖息地的破坏和空气水污染。除了这些压力,全球气候变化的威胁由于大气中温室气体浓度的增加和raybet雷竞技最新臭氧层的消耗多半是由于人为活动。

raybet雷竞技最新气候变化并不是一个新现象。地球的气候发生了巨大的变化raybet雷竞技最新在地质时间的变化仍在发生。然而,似乎是不同的可能性,新的动力和气候变化的原因。raybet雷竞技最新现在变化被观察到在一个地质时期发生在较短的时间跨度,尤其是工业革命的开始。显然,人类活动导致气候变化。raybet雷竞技最新浓度的关键人为温室气体,如二氧化碳(CO2),甲烷(CH4),一氧化二氮(一氧化二氮),和对流层臭氧(O3)已经达到了史上最高水平,主要是由于燃烧bet雷竞技、农业和土地利用的变化。工业化前的浓度的二氧化碳、甲烷和一氧化二氮是280 ppm,分别为700磅和270磅。消耗臭氧层的化学物质,如含氯氟烃(CFC-11)和氢氟碳化合物(hfc - 23),在那段时期,并不存在perfluoromethane大约是40 ppt。当前二氧化碳浓度大约是380 ppm(增加1.9 ppm的速度/年),CH4大约有1745磅(7.0磅/年),和一氧化二氮大约有314磅(0.8磅/年)(联合国政府间气候变化专门委员会,2007)。即使今天我们减少排放,这些气体在大气中停留很长一段时间作为这些化学物质的大气寿命变化(12年5到200年二氧化碳,甲烷,一氧化二氮)和114年。这些大气化学的变化是造成所谓的“温室效应”(图14.1 (a))。

图14.1全球变暖的进程(a)和平流层臭氧损耗(b)。长波辐射吸收各种大气中温室气体导致温度上升。人为排放的氯氟烃,氢氟碳化物,bromocarbons发布的对流层上升进入平流层。辐射后,氯原子或溴释放;这些与臭氧反应,转换成氧气,导致臭氧的损耗。平流层臭氧损耗导致到达地球表面的紫外线辐射的增加。适应与许可Prasad et al . (2003 b)

图14.1全球变暖的过程(a)和平流层臭氧损耗(b)。长波辐射吸收各种大气中温室气体导致温度上升。人为排放的氯氟烃,氢氟碳化物,bromocarbons发布的对流层上升进入平流层。辐射后,氯原子或溴释放;这些与臭氧反应,转换成氧气,导致臭氧的损耗。平流层臭氧损耗导致到达地球表面的紫外线辐射的增加。适应与许可Prasad et al . (2003 b)

太阳的能量穿过大气层和地球变暖的表面,有些是反射回大气和消散进入太空。的温室效应是指积累的特定气体吸收反射辐射,有效地捕获热量在大气低层类似发生在一个温室。最重要的热量捕获气体二氧化碳,水蒸气,甲烷,一氧化二氮,CFC-11和臭氧。

如果目前的温室气体排放速度继续下去,农业和自然生态系统都将面临巨大的压力从这些热量捕获气体而引起的应力。过去的变化可能导致全球气温的增加约0.6°C在上个世纪。raybet雷竞技最新气候模型项目更大的变暖在21世纪。二氧化碳浓度预计将达到405ppm,460 ppm到2025年,445 ppm到640 ppm到2050年,和720 ppm到2100年1020 ppm(联合国政府间气候变化专门委员会,2007)。预计全球平均温度增加(1990年以上值)的二氧化碳稳定场景0.4°C (1.1°C到2025年,0.8°C (2.6°C到2050年,和2100年1.4°C (5.8°C。同样,预计平均海平面上升-14厘米这些相同的时间是3厘米,5厘米- 32厘米,分别和9厘米- 88厘米。这些气候变化是前所未有的在过去的1raybet雷竞技最新0000年。它也预计,所有土地将温暖的速度高于全球平均水平,特别是在北半球高纬度寒冷的季节。预测另外表明将会有更多的天热,少天冷,冷,和霜冻天,和降低白天的温度夜间温度较高的范围。随着世界变得温暖,水文循环也会变得更加激烈,导致更多的不平衡和强烈的降水。这将导致增加夏季干燥和一个相关的风险干旱和洪水。预计气候变化将会对环境的有利raybet雷竞技最新和不利影响,以及社会经济系统,但更大的等等突然的气候变化raybet雷竞技最新会导致更多更具破坏性的负面影响,尤其是在种子植物。

除了温室效应外,另一个称为“臭氧空洞”现象发生。臭氧、氧气的一种形式,大气中扮演两个角色。附近地面,臭氧是一种空气污染物和一个小温室气体,损害人类健康和环境。在高层大气中,被称为平流层(10英里30英里的地球表面以上),臭氧形成一层,有助于保护地球上的生命免受紫外线(UV)辐射;太阳的有害的射线。“臭氧空洞”一词指的是薄的这一层由于平流层的化学反应,特别是在高纬度地区,所造成的消耗臭氧层的化学物质称为卤化碳的释放(图14.1 (b))。氯氟化碳(CFC)的变化率下降由于协议成员国提出的指南《蒙特利尔议定书》。雷竞技手机版app尽管如此,浓度仍然较高(268磅),和其他化学物质,如hfc - 23和perfluoromethane,出现在大约14 ppt和80 ppt,分别。大气中这些气体的浓度降低或增加响应减少排放的法规下《蒙特利尔议定书》及其修正案。然而,这些化学物质的居民大气时间差异很大(hfc - 23 CFC-11 45年,260年,和50000多年perfluoromethane),并将长期对气候系统的影响。raybet雷竞技最新因此,平流层中的臭氧层变薄,导致地面紫外线辐射的增加从pre - 35%左右工业时期。

有很强的温室气体化学物质之间的相互作用和臭氧。臭氧和氟利昂是次要的温室气体。几个参与臭氧损耗的气体化学也是温室气体。例如,水蒸气,

甲烷和一氧化二氮增加最终导致平流层的气体(如NO2),它可以催化地破坏臭氧层。据预测,温室气体的增加可能会延迟复苏的臭氧,甚至可能导致臭氧损耗在当前世纪末(Randeniya et al ., 2002;麦肯齐et al ., 2003)。另一个化学反馈是关心平流层温度降低可能发生的未来全球变暖的地球表面。这往往会反应迟钝,在中纬度地区,从而破坏臭氧层,可能促进恢复臭氧层(罗森菲尔德et al ., 2002)。臭氧损耗高纬度地区收益更快通过异构的化学时发生的冰和酸晶体的表面温度低于临界阈值可受全球变暖影响,延迟在极地地区的臭氧恢复。一些辐射反馈过程也存在(麦肯齐et al ., 2003)。温度的增加会导致云层的变化,降雨模式,冰的积累,表面反照率。同样,辐射变化引起的平流层臭氧损耗部分抵消全球变暖的影响,并可能在未来的臭氧恢复,未来全球变暖的加剧。之间的相互作用臭氧损耗和全球变暖是复杂的。建议,尽管目前臭氧损耗是由氯和溴(图14.1 (b))在同温层,长期来看(~ 100年),气候变化的影响将主导通过大气动力学和化学变化的影响(麦肯齐et al ., 2003)。raybet雷竞技最新

臭氧损耗的主要后果是增加了到达地球表面的紫外线辐射。紫外线辐射是一种电磁的能量来自太阳。这种能量是分为几个地区基于波长,测量在纳米(纳米)。一纳米是一毫米的1000000。波长越短,辐射的能量就越大。减少能量的辐射的主要组件是伽马射线,x射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波。紫外线辐射进一步分为三类基于波长:对紫外线a (320 nm和400 nm之间);uv - b (280 nm和320 nm之间);和UV-C (200 nm和280 nm之间)。计算基于关系总臭氧和总辐照度显示紫外辐照度增加了自1980年代初以来,在中、高纬度地区6% - -14%的北半球和南半球。它预计臭氧每减少1%,将增加紫外线照射在低层大气的2% - 3%。

更短的波长辐射生物系统造成更大的伤害。a是破坏性最小的组件在紫外光谱和大量到达地球表面。uv - b和UV-C都是非常有害的。大多数UV-C,臭氧吸收的辐射,很少到达平流层,从未到达地球表面。uv - b辐射是最有可能与臭氧损耗增加到达地球表面。因素,如海拔、纬度和时间,影响uv - b照射。当前全球地面紫外线辐射水平介于0和12 kJ m与附近的某一天

赤道和中纬度接受高剂量(总臭氧映射分光计,2009年,http://toms。戈达德宇航中心。美国国家航空航天局。gov / ery_uv / euv_v8。html)。小增加太阳紫外线辐射可以产生实质性的影响植物细胞和全植物的水平。关系和植物应对各种气候变化因素见图14.2。raybet雷竞技最新