海洋環(huán)境課件

海洋環(huán)境

地表的72%生命的搖籃未充分開發(fā)的最后疆域最大的資源倉儲最主要的氣候調(diào)節(jié)器一、海洋的重要性

從顯微鏡到顯宏鏡

海洋---長期氣候變化的根源海洋---深部與表層的通道海洋---生命秘密的謎底海洋---與軍事海洋與資源氣候系統(tǒng)的物理方面水循環(huán)國際地圈—生物圈計(jì)劃(IGBP)世界氣候研究計(jì)劃(WCRP)地球系統(tǒng)的生物方面碳循環(huán)(生物地球化學(xué)循環(huán))陸地海洋大氣二、全球變化地球系統(tǒng)地球系統(tǒng)過程國際大會

2001.6.愛丁堡Schellnhuber,1999：

“地球系統(tǒng)”分析與第二次哥白尼革命Nature第一次哥白尼革命第二次哥白尼革命65oN

※Insolationat65oN※Ice-sheetinNorthernHemisphere米蘭柯維奇理論以65oN輻射量變化為準(zhǔn):TheNorthAtlanticintheglobaloceancirculation暖室期冰室期兩極無冰單極有冰兩極有冰地球上的暖室期和冰室期還原型大氣圈CO2氧化型O2暖室期冰室期冰期間冰期地球表層系統(tǒng)的不同類型冰期時(shí)各圈層的界面不同程度下降CCD—深海碳酸鹽溶解補(bǔ)償面厄爾尼諾ElNino:熱帶太平洋水溫圖

CariacoLea,2003MS15萬年來的

ENSO強(qiáng)度

----8個(gè)時(shí)段的巴布亞-新幾內(nèi)亞珊瑚紀(jì)錄Tudhopeetal.,2001ENSO對全球的影響

NorthAtlanticOscillations(NOA)

北大西洋濤動影響北大西洋深層水與ElNino遙相關(guān)

Hurrelletal.,2001

AntacrticDipole

南極偶極子南極冰蓋邊緣的熔融與ElNino遙相關(guān)

Yuan&Martinson,2001拉尼娜期間海洋大氣狀況厄爾尼諾造成的干旱、洪澇全球海平面上升44厘米后2080年受影響的人群數(shù)量近50年來中國沿海海平面平均每年上升2.6毫米，預(yù)計(jì)到2100年中國沿海海平面將上升幅度30至70厘米．將對中國的社會經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，中國海岸線集中了70%以上的大城市、50%以上的人口和60%的國民經(jīng)濟(jì)。為什么冰期時(shí)CO2減少？JohnMartin(1986):Fe假說：南大洋、東太平洋等大洋浮游生物群缺鐵“Iron-Ex”(“鐵肥實(shí)驗(yàn)”)1993--

在大洋撒鐵可以引起藻類勃發(fā)，生產(chǎn)力增加數(shù)十倍---大洋生物泵加強(qiáng)降塵對海洋生產(chǎn)力的影響Tegen&Fung1997Fe、冰芯記錄、海洋初級生產(chǎn)、海洋生態(tài)系統(tǒng)、CO2通量與氣候之間的相互關(guān)系FeFe冰芯紀(jì)錄CO2浮游植物浮游動物225FeCO245萬年以來Vostok冰芯CO2

記錄降塵記錄（鐵限）Petitetal.(1999)海底下的海洋大洋中脊系統(tǒng)Mid-OceanRidgeSystem

已知熱液活動地點(diǎn)1977年Alvin號潛水器

在Galapagos發(fā)現(xiàn)獨(dú)特的熱液生物群黑煙囪深海熱液活動：黑煙囪。DSDP第82航次在海底以下290米亦即玄武巖頂面以下54米處采到的玄武巖。玻璃中纖細(xì)的黑線、粘土中和玻璃-粘土交界處的暗色區(qū)域，都是微生物的作用下形成的氧化鐵。

全球洋底以下的微生物量相當(dāng)于地球表層生物圈的1/10三、深部生物圈新陳代謝極度緩慢有的休眠數(shù)十萬、數(shù)百萬年米海底以下750m內(nèi)細(xì)菌數(shù)量與埋深的關(guān)系ODP鉆孔紀(jì)錄Riftiapachyptila三米長的管狀蠕蟲熱液生態(tài)系統(tǒng)

-地球上持續(xù)最長、最古老的生態(tài)系統(tǒng)？生物地球化學(xué)+微生物學(xué)+生態(tài)學(xué)+分子生物學(xué)+基因組學(xué)=生命的起源+生態(tài)系統(tǒng)的起源+海底下生物圈的范圍+進(jìn)化的驅(qū)動力有光食物鏈太陽能黑暗食物鏈地?zé)?/p>

冷戰(zhàn)結(jié)束后，國內(nèi)外形勢、尤其是周邊事態(tài)與臺海局勢發(fā)生變化，維護(hù)國家尊嚴(yán)和領(lǐng)土完整，統(tǒng)一祖國，是目前國家安全和國防建設(shè)的首要任務(wù)。在高技術(shù)條件下，現(xiàn)代戰(zhàn)爭逐漸成為涉及太空、空中、海面、水下和海底多層空間的立體戰(zhàn)爭。海洋環(huán)境要素信息的獲取和預(yù)測已成為提高海上戰(zhàn)斗力，使武器裝備發(fā)揮最佳作戰(zhàn)效能的關(guān)鍵所在，也成為軍事海洋學(xué)研究的核心；同時(shí)，也必須為國家海域劃界提供關(guān)鍵科學(xué)依據(jù)。冷戰(zhàn)結(jié)束后，美國關(guān)注的研究海域美國海軍實(shí)驗(yàn)室/北太平洋實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)系統(tǒng)鄭和下西洋1405-1433海洋文化大陸文化五、海洋資源指從海水到構(gòu)成海底的巖石，從海濱到大洋，具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的物質(zhì)，包括海洋生物、海底礦產(chǎn)、海水、海洋能源、港口等資源。開發(fā)海洋的能力提高，海洋作為資源的價(jià)值也日益顯著，其遠(yuǎn)景大大超過陸地。國際海洋法公約的規(guī)定，我國管轄的海域面積，相當(dāng)于我國領(lǐng)土面積的1/3。

海洋提供食物的能力約為全球陸上可耕面積的1000倍，每年可提供300億人口食用的水產(chǎn)品。

中國有4千萬人以漁業(yè)為生計(jì)海底礦產(chǎn)資源主要有石油和天然氣。海底石油的儲量估計(jì)約占全球石油可能儲量的1/3。1996年我國海洋石油產(chǎn)量已達(dá)1300萬噸，天然氣的產(chǎn)量為28.6億立方米。雖屬起步階段，但前景宏偉。海底礦產(chǎn)資源濱海砂礦：世界上約96%的金紅石，80%的獨(dú)居石，75%的錫石，30%的鈦鐵礦都產(chǎn)自濱海砂礦。阿拉斯加海灘上的金和鉑，南非的奧蘭治河入?？谘匕稖\灘的金剛石，印度尼西亞砂礦中的錫石都頗有名氣。我國長約18000km海岸線的一半以上是砂質(zhì)海岸，包括鋯石、獨(dú)居石、鈦鐵礦、磷釔礦、鉻鐵礦、鈮鉭鐵礦、金紅石、石英砂等13種。普通的砂和礫石，用作建筑材料。

海水資源海鹽：滿足了全國近半數(shù)人口和80%的工業(yè)用鹽的需求。從海水中可提取氯化鎂、溴化鉀、硫酸鎂、硫酸鈉、氯化鈣、氯化鉀，以及核能的重水。海水可用作工業(yè)用水。日本有40%～50%的工業(yè)用水是海水，我國也在試驗(yàn)開發(fā)。海水轉(zhuǎn)化成淡水。海洋能源潮汐能、波浪能、海流能，和溫度、含鹽度差異而引起海水運(yùn)動所產(chǎn)生的能量。據(jù)聯(lián)合國教科文組織估計(jì)，技術(shù)上有可能利用的海洋能源為64億千瓦，約為目前世界發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘康?倍。我國海洋能源的理論蘊(yùn)藏量約為6.3億千瓦。目前，開發(fā)這些能源的技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室里都已成功，但生產(chǎn)成本過高。港口資源海洋作為一種運(yùn)輸通道，比陸路運(yùn)輸和航空運(yùn)輸更便宜。港口是一個(gè)國家對外交往的窗口，也常成為霸權(quán)國家對外擴(kuò)張的基地。我國有長達(dá)5000km的港灣海岸，其中有眾多的良港，現(xiàn)已建成年吞吐量在1000萬噸以上的海港15個(gè)，在萬噸以上的更多達(dá)218個(gè)。（日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所Satoh繪制，2001）日本周邊海域天然氣水合物分布引自O(shè)DP190，196航次報(bào)告引自O(shè)DP190，196航次報(bào)告

淺地殼中天然氣水合物的含碳量是所有化石含碳量的2倍。其儲量大約相當(dāng)于煤炭和常規(guī)石油天然氣總量的3倍。日本在南海海槽中發(fā)現(xiàn)的天然氣水合物儲量可供日本在石油和天然氣耗盡后使用140年。美國發(fā)現(xiàn)的天然氣水合物儲量也相當(dāng)可觀。四、天然氣水合物

可能的環(huán)境效應(yīng)稍有升溫或減壓，可快速析出C