海洋科学概览地球科学概论地球与空间科学共12讲.pptx
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1、海洋科学概览海洋科学概览海洋科学概览海洋科学概览地表的地表的72%生命的摇篮生命的摇篮未充分开发未充分开发 的最后疆域的最后疆域最大的资源最大的资源 仓储仓储最主要的气最主要的气 候调节器候调节器海洋的重要性海洋的重要性海洋的重要性海洋的重要性海洋科学研究的海洋科学研究的立体探测技术立体探测技术国际国际国际国际ARGOARGO计划计划计划计划 从显微镜到显宏镜从显微镜到显宏镜 海洋-长期气候变化的根源 海洋-深部与表层的通道 海洋-生命秘密的谜底 海洋-与军事 海洋与资源气候系统的物理方面水循环水循环水循环水循环国际地圈国际地圈生物圈计划生物圈计划(IGBP)世界气候研究计划世界气候研究计划(
2、WCRP)地球系统的生物方面碳循环碳循环碳循环碳循环(生物地球化学循环生物地球化学循环)陆地陆地海洋海洋大气大气全球变化地球系统地球系统过程国际大会地球系统过程国际大会 2001.6.爱丁堡爱丁堡Schellnhuber,1999:“地球系统地球系统”分析分析 与第二次哥白尼革命与第二次哥白尼革命Nature第一次哥白尼革命第一次哥白尼革命 15世纪Schellnhuber,1999Schellnhuber,1999第二次哥白尼革命第二次哥白尼革命 1608年荷兰Z.Jansen发明 显微镜显微镜(microscope)现代技术提供了 “显宏镜显宏镜(macroscope)”哥白尼哥白尼从地球
3、向外看,观察朝外,提出“日心说日心说”替代“地心说”如今用宏观视角认识地球,观察向内,提出了“地球系统地球系统”。从显微镜到显宏镜 海洋海洋-长期气候变化的根源长期气候变化的根源 海洋-深部与表层的通道 海洋-生命秘密的谜底 海洋-与军事 海洋与资源65oN Insolation at 65 Insolation at 65o oN N Ice-sheet in Northern Hemisphere Ice-sheet in Northern Hemisphere米兰柯维奇理论以米兰柯维奇理论以65oN辐射量变化为准辐射量变化为准:引擎引擎开关开关冰盖驱动 与热带驱动The North At
4、lantic in the global ocean circulation暖室期暖室期冰室期冰室期两极无冰两极无冰单极有冰单极有冰两极有冰两极有冰地球上的暖室期和冰室期地球上的暖室期和冰室期还原型大气圈CO2氧化型O2暖室期冰室期冰期间冰期地球表层系统的不同类型冰期时各圈层的界面不同程度下降CCD深海碳酸盐溶解补偿面厄尔尼诺El Nino:热带太平洋水温图 CariacoLea,2003 MS15万年来的 ENSO强度 -8个时段的巴布亚-新几内亚珊瑚纪录Tudhope et al.,2001ENSO对全球的影响对全球的影响 North Atlantic Oscillations (NOA)
5、北大西洋涛动北大西洋涛动 影响北大西洋深层水 与El Nino 遥相关 Hurrell et al.,2001 Antacrtic Dipole 南极偶极子南极偶极子 南极冰盖边缘的熔融 与El Nino遥相关 Yuan&Martinson,2001拉尼娜期间海洋大气状况拉尼娜期间海洋大气状况厄尔尼诺造成的干旱、洪涝厄尔尼诺造成的干旱、洪涝全球海平面上升全球海平面上升全球海平面上升全球海平面上升44444444厘米后厘米后厘米后厘米后2080208020802080年受影响的人群数量年受影响的人群数量年受影响的人群数量年受影响的人群数量近近5050年来中国沿海海平面平均每年上升年来中国沿海海平
6、面平均每年上升2.62.6毫米,预计到毫米,预计到21002100年年中国沿海海平面将上升幅度中国沿海海平面将上升幅度3030至至7070厘米将对中国的社会经济产厘米将对中国的社会经济产生严重影响,中国海岸线集中了生严重影响,中国海岸线集中了70%70%以上的大城市、以上的大城市、50%50%以上的人以上的人口和口和60%60%的国民经济。的国民经济。为什么冰期时为什么冰期时CO2减少?减少?John Martin (1986):Fe 假说:南大洋、东太平洋等假说:南大洋、东太平洋等 大洋浮游生物群缺铁大洋浮游生物群缺铁“Iron-Ex”(“铁肥实验铁肥实验”)1993-在大洋撒铁可以引起藻类
7、勃发,在大洋撒铁可以引起藻类勃发,生产力增加数十倍生产力增加数十倍-大洋生物泵加强大洋生物泵加强降尘对海洋生产力的影响降尘对海洋生产力的影响Tegen&Fung 1997Fe、冰芯记录、海洋初级生产、海洋生态系统、CO2通量与气候之间的相互关系FeFe冰芯纪录COCO22浮 游 植 物浮 游 动 物2 225FeFeCOCO2 24545万年以万年以万年以万年以来来来来VostokVostok冰芯冰芯冰芯冰芯COCO2 2 记录记录记录记录降尘记录降尘记录降尘记录降尘记录(铁限)铁限)铁限)铁限)Petit et al.(1999)Petit et al.(1999)从显微镜到显宏镜 海洋-长
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