气候变化对水循环的影响范例(12篇)
气候变化对水循环的影响范文篇1
二、知能构建（表2）
三、图表剖析
1.自然地理环境的构成要素及相互联系
自然地理环境由气候、水文、土壤、地貌、生物（植被）五大要素构成。各组成要素并不是孤立存在的，而是通过水循环、生物循环和岩石圈物质循环等不断地进行着物质迁移和能量交换，使自然地理环境形成一个相互渗透、相互制约和相互联系的整体（如图1）。
2.自然地理环境整体性的体现
（1）自然地理环境各要素与环境总体特征协调一致（协调性）。以南方低山丘陵地区为例，该区域为亚热带季风气候，夏季高温多雨的气候使得河流径流量丰富、季节变化大；地表受到流水侵蚀作用，呈现山、丘、盆、谷交错分布状态；南方纬度较低、气温较高，有机质分解多、积累少，南方雨水较多，淋溶作用强，发育了酸性贫瘠的红壤；红壤适合茶树生长，以上自然地理特征反映了地理环境各要素与环境总体特征的协调一致（如图2）。
（2）自然地理环境要素之间相互制约，即某一要素的变化会导致其它要素甚至整个环境状态的改变（牵动性）。以自然界中的碳循环与全球变暖为例，人类大量开采使用煤、石油、天然气等矿物燃料，使地壳中的碳元素减少，导致大气中的二氧化碳等温室气体增多，大气保温效应增强导致全球气候变暖，全球气候变暖引起两极冰雪融化、海平面上升、沿海低地被淹，即某一要素的变化会导致其它要素甚至整个环境状态的改变，这是地理环境整体性的体现（如图3）。
（3）一个区域自然环境的变化会对另一个区域产生影响（区域性）。以我国西北地区荒漠化对华北地区沙尘暴天气的影响为例，在自然地理条件和气候变异条件下，我国西北地区荒漠化的过程相对缓慢，而不合理的人类活动则激发和加速了荒漠化进程，成为荒漠化的主要原因。荒漠化加剧，为沙尘暴形成提供了大量的沙尘源，导致我国华北地区沙尘天气和沙尘暴灾害频发（如图4）。
四、技巧点拨
1.自然地理环境整体性问题的分析思路
（1）分析自然地理环境要素与环境总体特征协调一致的关系。如结合地理位置判断该区域的气温、降水特征及相对应的自然景观。
（2）分析自然地理环境某一要素变化导致其它要素甚至整个环境的变化。如结合区域图、景观图，运用各地理要素间的相互关系原理，分析某一地理要素对自然地理环境的影响。
（3）分析一个区域的地理环境变化对其它区域地理环境的影响。如结合某一区域地理环境变化，分析该区域环境问题的成因、危害进而对其它地区产生的影响。
（4）分析如何协调人类活动与区域地理环境之间的关系。如分析具体问题时要遵循“牵一发而动全身”的思路，首先明确人类活动所牵的“一发”是哪一要素，进而逐步分析这“一发”引起的其它要素发生的变化，最终导致“全身”呈现出怎样的变化。
2.运用综合思维方法分析自然地理环境的整体性
理解地理环境的整体性，需要运用综合思维方法，首先要落实到一定的区域，其次要注意区域现状和变化两个方面的内涵：一方面，地理环境各要素并不是彼此孤立的，而是作为一个整体存在的，各要素在特征上保持协调一致，并与总体特征相统一；另一方面，地理环境的整体性还表现为某一要素的变化会导致其它要素以至整体环境的变化，即具有“牵一发而动全身”的效应。典型案例（如表3）。
五、典题精练
（2016年江苏卷）图5为某流域森林火灾后第1年、第6年两次相同降雨条件下河流流量过程线图。读图回答（1）～（2）题。
（1）关于两次径流过程，说法正确的是：
A.第6年的流量峰值大
B.第1年的流速峰值小
C.第6年的河流含沙量大
D.第1年的河流径流量大
（2）导致图示径流差异的关键环节是：
气候变化对水循环的影响范文篇2
二、考点层析
考点1：自然地理要素在地理环境形成和演变中的作用
【图释考点】（图1、图2）
【疑难突破】
1.“链接”自然地理环境的纽带
通过水循环、生物循环和岩石圈物质循环等，实现各要素间的物质迁移和能量交换，使自然地理环境形成一个相互渗透、相互制约和相互联系的整体。
2.地理要素间相互作用产生新功能
生产功能指自然地理环境具有合成有机物的能力，植物叶绿素依靠光合作用，通过物质循环和能量交换，将生物、大气、水、土壤、岩石等要素统一在一起，在一定条件下，生产出有机物。平衡功能指各自然地理要素通过物质循环和能量交换，使自然地理环境的性质保持稳定的能力。
考点2：自然地理环境的整体性
【图释考点】（图3）
【疑难突破】
自然地理环境具有统一的演化过程。自然地理环境各要素时刻在发生变化，各要素的发展演化是相关联的，一个要素的演化伴随着其它要素的演化，体现自然地理环境整体性特征。
1.森林变化影响自然地理环境变化
森林能影响大气成分，净化空气，调节气候;涵养水源;保持水土;补给土壤有机质，促进土壤形成;加快岩石风化和沉积岩形成;维持生物多样性。森林发生变化，其生态功能将发生深刻影响，“地球之肺”的称谓可以增加人类对森林生态意义的理解。如黄土高原植被遭到破坏后，流水侵蚀更加严重，使黄土高原逐渐呈现出现在千沟万壑、支离破碎的地貌;土壤更容易遭受侵蚀，肥力下降;植被稀少使得植物蒸腾作用减弱，当地降水减少，气候变干;由于降水减少，当地的河、湖水量也减少。
2.湿地变化影响自然地理环境变化
湿地具有调蓄水源、净化水质、调节气候、保存物种、提供野生动物栖息地等基本生态效益，“地球之肾”是其形象称谓。如洞庭湖湿地面积减少后，调蓄洪水能力降低，洪涝灾害日趋严重，航道断行现象时有发生，渔业资源日益枯竭，生态多样性被破坏，调节气候的能力降低，空气质量变差等。
3.气候变化影响自然地理环境变化
气候变化影响天气变化、水源条件、外力作用表现、土壤状况、生物生存等，既有正向影响，也有负向影响。如全球变暖，造成全球冰川融化、海平面上升;导致极端天气现象增加，旱涝灾害加剧;沿海低地被淹，海水倒灌，土壤盐渍化;部分地区水资源短缺，植被退化，荒漠化加剧等。
考点3：自然地理环境的地域分异规律
【图释考点】（图4）
【疑难突破】
1.雪线及影响因素
高纬度地区和高海拔山地长年永久积雪区的下界，即为雪线。雪线以上，为常年积雪区;雪线以下，为季节性积雪区;雪线附近，年降雪量等于年消融量，达到动态平衡。雪线是一种气候标志线，其分布高度主要取决于气温、降水量和地形条件。①雪线高度从低纬向高纬地区降低，反映了气温的影响;②在气温相同的条件下，雪线高度取决于年降水量的多少，年降水量越多，雪线海拔越低;③地形通过影响气温和降水而间接影响雪线高度;④雪线高度不仅有空间差异，在时间上也有一定变化。
2.非地带性分布规律的表现
由地形、地质构造、岩性、土壤、水分等非地带性因素造成地理环境的地方性差异，叫非地带性。其表现为：①地带性自然带的缺失，如由于南纬56°～65°的地区是广阔的海洋，陆地面积很少，导致南半球大陆上缺失苔原带和亚寒带针叶林带。②受地形影响的自然带，如南美洲南段西侧为温带落叶阔叶林带，东侧的巴塔哥尼亚高原因受安第斯山脉影响，西风下沉增温减湿，形成温带草原带。③制约地带性自然带空间分布范围，如北美洲西部沿海地区，自然带直抵海岸，其空间分布范围受到极大的约束。④自然地理现象的斑块状分布，如我国新疆盆地内荒漠中呈斑块状分布的绿洲，就是受高山地形和土壤水分等非地带性因素影响形成的。
三、图像突破
1.自然地理要素变化对地理环境影响的解读
【图型解读】（图5）
【判读方法】
*根据风向及陆地剖面长度确定该地为盛行风影响下的一个狭窄陆地。
*根据地形剖面及变化，确定从①到③为不同地质历史时期，高程变化越来越高。
*植被变化情况由单一森林演变成西部为狭窄的森林分布区、中部被山地分割、东部为草原，再到中部山地进一步升高，而东部草原变成草原荒漠。
*科学理解为：森林分布地区由于中部不断抬升为山地，使森林退缩至西部，而东部成为雨影区，盛行下沉气流，气候干燥，使植被演化为草原荒漠，体现一个要素发生变化，其它要素以至于整个地理环境发生变化的整体性特征。
2.“理想大陆自然带”解读
【图型解读】（图6）
【判读方法】
*首先明确“理想大陆自然带”分布图是将欧亚非大陆整合在一起，并参考南美洲大陆进行修正，所以该分布模式适用于除南极洲外的所有大陆。
*读懂纬度地带性：自然带东西延伸，南北方向更替，称为纬度地带性，主要由热量决定，水分也是重要保障，在低纬度和高纬度表现完整。
*读懂经度地带性：自然带南北延伸，东西方向更替，称为经度地带性，主要由水分决定，热量也是重要保障，在中纬度表现完整。
*读懂非地带性：自然带的演替表现，既不符合经度地带性，又不符合纬度地带性，如图中的热带雨林带在东部沿海沿海岸线延伸，是洋流影响的结果。
四、思维建模
1.自然地理环境整体性分析思路
【典例精析】
（2015年北京卷）从太白山北麓往上，越上树木越密越高，上到山的中腰再往上，树木则越稀越矮。待到大稀大矮的境界，繁衍着狼的族类，也居住了一户猎狼的人家（引自贾平凹《太白山记》。太白山为秦岭主峰，海拔3767米）。据此回答第（1）题。
（1）如果过度猎狼，将会：
①造成山区生物多样性减少
②增加山区的环境承载力
③导致不良消费观念的形成
④破坏可持续发展的公平性
A.①②B.②③C.③④D.①④
解析：根据自然地理环境整体性原理，狼为肉食性动物，过度猎狼，会使狼数量减少，甚至灭绝，导致山区生物多样性减少，形成新的平衡。过度猎狼，也会破坏可持续发展的公平性;而生物资源的破坏，会减少环境承载力;对人们的消费观念影响不大。
答案：D
【以例得法】
（1）分析角度：①获取信息：关键是强调过度猎狼，理解一个因素发生重大变化，联想其它因素变化，体现整体性特征;②知识应用：自然地理环境由地形、气候、水文、生物、土壤五种基本自然地理要素构成;任何要素在自然环境中都有其不可替代的重要作用;任何要素发生变化，都会导致其它要素，乃至整个地理环境的改变。
（2）以例建模（图7）。
2.自然带垂直地带性分析思路
【典例精析】
（2015年山东卷）图8为我国某山地北坡甲、乙、丙三地垂直自然带随海拔变化示意图。读图完成第（2）题。
（2）该山地可能是：
A.秦岭B.南岭C.昆仑山D.喜马拉雅山
解析：文字材料中提供我国某山地北坡，再根据其基带为暖温荒漠带，可以确定其位于温带大陆性气候区，由于是荒漠带，可以确定位于我国新疆。进一步结合垂直坐标，该山地基带海拔高度1000米以上，位于我国地势第二级阶梯，再结合山体海拔6000余米，可以得出昆仑山的答案。
答案：C
【以例得法】
气候变化对水循环的影响范文篇3
农田生态系统作为陆地生态系统的重要组成部分，研究其CO2通量和水汽通量的变化特征对于探讨整个陆地生态系统的碳、水循环具有重要的意义。笔者采用涡度相关系统测定了晴天条件下夏玉米农田生态系统抽穗期的水碳通量，分析其日变化特征。研究结果表明（：1）农田生态系统CO2通量随着光合有效辐射的增强而增大，用米氏方程拟合达到极显著水平，最大潜在碳通量为3.63398mg/(m²•s)；（2）CO2通量上午和下午没有明显的差异，不存在气孔抑制现象；（3）水汽通量随着光合有效辐射的增强而增大，但下午的水汽通量显著大于上午，其原因在于下午的饱和水汽压差远远大于上午，造成下午的蒸腾和蒸发更大；（4）冠层导度随时间的推移基本呈减小的趋势，到11:00左右基本保持恒定，到14:00左右随着光合有效辐射越来越弱，冠层导度逐渐减小，造成这一结果的原因可能是露水蒸发引起上午冠层导度被高估。
关键词：
玉米农田；水汽通量；CO2通量；冠层导度；日变化
随着科学技术的进步和生产力水平的提高，人类对环境的影响范围及力度迅速扩大，大气中CO2浓度的变化对全球气候的影响以及全球性水资源短缺已成为当前阻碍人类社会进步的主要问题。为寻求地球生态系统碳水循环调控管理的有效途径，对各种生态系统（海洋、陆地）水热、CO2通量进行了长期观测研究。目前，陆地生态系统CO2循环和水循环已经成为全球变化研究中关注的热点问题[1-2]。国内外研究学者正密切关注各种类型陆地生态系统碳水通量的日变化、季节变化和年际变化规律及其环境控制机制，从而估计陆地生态系统水碳通量的时空变化[3-7]。研究表明，对于全球碳水平衡来说，陆地生态系统碳水循环起着重要的作用[8]。农田作为陆地生态系统碳水循环的重要组成部分[9]，受人类活动的影响最大，对农田生态系统碳水收支进行深入研究，是全面探讨整个陆地生态系统功能不可缺少的内容。对农田生态系统中的水碳循环过程及其变化趋势的进行研究，将会帮助我们了解气候变化对农田生态系统的影响及农田生态系统的碳水循环对全球碳水循环的影响。涡度相关技术通过长期和连续的通量观测直接测定植被与大气间CO2、水热通量[10-12]，为研究生态系统尺度CO2、水汽通量的变化规律及其对环境变化的响应提供了可靠的途径，涡度相关法已成为当前地气交换研究中最先进的通量观测方法。本研究采用涡度相关技术测定了夏玉米农田生态系统CO2通量和水热通量，分析其日变化规律及与环境因子的关系，定量阐述了玉米抽穗期的水碳通量变化特征，为农业生产提供科学的数据支持，为提高农田生态系统碳积蓄能力和农田作物生产力水平及水分利用效率提供理论依据[16]，对进一步定量研究区域水碳循环及粮食安全应对气候变化的技术具有重要意义[17]。
1材料和方法
1.1试验区概况试验在位于青岛农业大学胶州现代农业科技示范园（东经120.48°，北纬36.26°）内进行，试验所在地气候属于暖温带季风气候，气候温和，四季分明，年平均气温为11~14℃，年平均日照时数为2229h，近10年的年平均降雨量为662mm。降雨主要集中在7月下旬和8月上旬。试验地土壤为砂浆黑土，pH6.78，属半湿润易旱区。观测面积为150m×200m，除了观测区域西面为果树外，其他方向与观测区内种植种类相同，均为冬小麦、夏玉米一年两熟轮作制度。夏玉米的生育期一般为6月中旬至10月上旬，冬小麦的生育期从10月上旬至次年6月上旬。在作物生长期水分供应充足。2013年6月26日种植夏玉米，品种为‘郑单958’，采取免耕带肥种植方式，行距为0.65m，株距为0.22m，肥料为N-P2O5-K2O(22-10-10)，施肥量每公顷525kg，在小喇叭口期每公顷追施尿素225kg，10月10日收获。
1.2数据测定试验采用美国Campbell公司生产的涡度相关系统在胶州试验站对夏玉米农田CO2通量、水汽通量进行了连续的定位观测。采用CSAT3型（Campbell公司）超声风速仪测定三维风速；采用LI-7500型CO2/H2O开路红外气体分析仪测定潜热、CO2和H2O的垂直通量，超声风速仪和红外气体分析仪安装在在通量塔的同一高度（玉米生长前期及中期高度为2.5m，玉米季后期高度调整至3.5m）。本套仪器安装于胶州示范园的东南部，面积为30000m2的农田的中心位置，采用全自动的气象观测系统同步测定气温、太阳辐射、大气湿度、土壤湿度、冠层温度等数据，通过CR3000采集器自动采集观测数据，每30min储存数据一次。
1.3数据处理在夏玉米抽穗期选择未进行农事操作的连续晴天（2013年9月13日至9月19日）进行分析，期间太阳光合有效辐射如图1所示。通过异常值剔除法剔除掉涡度相关系统测定的异常数据，并对涡度相关测定的潜热通量和CO2通量进行WPL校正[18]。用WPL校正后的潜热通量(LE)经过式(1)计算出水汽通量(ET)，式中ta为大气温度。
2结果与分析
2.1CO2通量、水汽通量及冠层导度的日变化特征将选取的夏玉米农田的7个晴天数据进行平均，白天光合有效辐射(PAR)、CO2通量(Fc)、的日变化特征如图2所示，水汽通量(ET)和冠层导度(Gc)的日变化如图3所示，气温和饱和水汽压的日变化如图4所示。从图2、3可以看出，上午随光合有效辐射的增强，CO2通量和水汽通量增大；下午随光合有效辐射的减弱，CO通量和水汽通量减小。而在中午前后11:00—14:00，CO2通量基本保持恒定，水汽通量有一定程度的降低，最值分别出现在12:30和14:00。图4中，进一步分析冠层导度的日变化发现，冠层导度也随着光合有效辐射的变化而变化。日出后，冠层导度随时间的推移基本呈减小的趋势，到11:00左右基本保持恒定，到14:00左右冠层导度明显减小。
2.2水分利用效率的日变化特征用CO2通量(Fc)和水汽通量的比值来计算出农田水分利用效率，计算式如(2)所示，农田水分利用效率(WUE)的日变化规律如图5所示。由图5显示可知，农田水分利用效率上午随时间的推移越来越小，而在中午前后达到恒定，下午基本保持不变直至傍晚，随着光合有效辐射的减小，光合的同化作用减弱，使得水分利用效率急剧减小。CO2通量和水汽通量的关系（图6）表明，水汽通量与CO2通量之间存在着显著的耦合响应，这与王志强等[19]的研究结果一致。从图中可以看出上午和下午水汽通量和CO2通量的关系存在着显著差异，在一天中二者关系形成了一个“环状”结构。
2.3CO2通量对光合有效辐射的响应白天生态系统CO2通量对光合有效辐射的响应如图7所示。从图7可以看出，净生态系统碳通量随光合有效辐射的增强而增大，但随着光合有效辐射的增强，碳通量增大的趋势逐渐减弱。CO2通量(Fc)对光合有效辐射(PAR)的响应可以用Michaelis-Menten方程式(3)进行拟合（图7）。
2.4水汽通量和冠层导度对光合有效辐射的响应白天水汽通量对光合有效辐射的响应如图8所示。从图8可以看出，水汽通量与光合有效辐射之间存在极显著的线性关系。无论是上午还是下午，水汽通量都会随着光合有效辐射的增大而增大，在相同的光合有效辐射下，上午的水汽通量明显小于下午。冠层导度对光合有效辐射的响应如图9所示。从图9可以看出，在上午10:00之前，冠层导度与光合有效辐射之间没有明显的响应关系；而从10:00以后到傍晚，冠层导度都会随着光合有效辐射的减小而减小，具有显著的线性关系。
3结论
在玉米抽穗期晴天条件下，农田生态系统CO2通量随着光合有效辐射的增强而增大，用米氏方程拟合达到极显著水平，上午和下午没有明显的差异，不存在气孔抑制现象；水汽通量随着光合有效辐射的增强而增大，但下午的水汽通量显著大于上午，其原因在于下午的饱和水汽压差远远大于上午，造成下午的蒸腾和蒸发更大；冠层导度随时间的推移基本呈减小的趋势，到11:00左右基本保持恒定，到14:00左右随着光合有效辐射越来越弱冠层导度逐渐减小，造成这一结果的原因可能是露水蒸发引起上午冠层导度被高估。
4讨论
4.1上午冠层导度偏大的原因图9显示，上午8:00—10:00冠层导度偏大。导致上午冠层导度偏大的原因可能与露水有关。在夏玉米抽穗期的9月中旬，田间高湿和较大的昼夜温差会形成大量露水，而这些露水会随着太阳升起、气温升高而开始蒸发，露水蒸发加大了农田冠层水汽扩散的强度，但由于涡度相关系统无法区分地表蒸发、露水蒸发以及气孔蒸腾，因此，会因为露水蒸发造成冠层导度高估。到10:00前后，随着露水蒸发完成，冠层导度主要由地表蒸发和气孔蒸腾引起，冠层导度被高估的现象消除。
4.2上午和下午碳通量对称响应的原因碳通量主要反应光合作用对碳的同化作用，而光合作用主要受光合有效辐射的影响，由图2可知，一天中光合有效辐射随时间基本呈正弦分布，上午的光合有效辐射和下午保持对称，使得上午的CO2通量和下午也出现对称。由碳通量的对称响应，也反证了C4作物玉米田不存在气孔抑制现象。假如存在气孔抑制现象，必然造成碳通量的非对称响应[20]。
气候变化对水循环的影响范文篇4
[关键词]生态建筑设计方法
中图分类号：X724文献标识码：A文章编号：1009-914X（2014）13-0181-01
引言
建设生态建筑意味着从建筑材料的生产，建筑规划，建筑设计，建筑施工以及建成后使用管理的每个环节，都将发生一场以保护环境、节约资源，促进生态平衡为内容的深刻变革，在一定意义上这场变革将围绕着生态建筑的发展而展开。
一、生态建筑基本特征及其设计思想
1.1生态建筑基本特征
（1）生态建筑的低消耗性
这是整体有序与平衡观点和循环再生观点的要求。所谓低消耗性就是要尽力降低对资源及环境的消耗，从而降低整个自然生态系统的物质与能量的输出，使得生态系统保持在自我调节的范围，并达到动态平衡。
（2）循环再生性
生态建筑作为城市生态系统的子系统，资源、能源的利用应做到循环再生、可持续利用，逐步达到自我调节、自我平衡的目标，从而减少对外部环境的影响，以可持续发展的目的。
（3）环境适应性
生态建筑的设计应强调与环境协调，尽可能的维护外部环境，并充分发挥环境效益.建筑的选址、平面、剖面设计都应遵循与环境共生的原则，充分利用原有的地形、地貌。并与环境特点与气候特征相适应。
1.2生态建筑设计思想
生态建筑是最高层次的回归自然。它依赖于许多相关技术的最新发展，无论使用何种技术一定要将建筑作为一个有生命的机体，形成一个自然生态相平衡的良性循环体系，将建筑视
为一个生态系统，通过设计，组织建筑内外空间中的各种物态因素，使物质能源在建筑生态系统内部有序地循环利用，获得一种高效，低耗，少废，少污，生态平衡的建筑环境。
二、生态建筑的设计目标与原则
2.1生态建筑的设计目标
是在满足功能和空间需要的同时，强调实现资源的集约和减少对环境的污染。生态建筑强调资源和环境，强调建筑在整个寿命周期内要减少资源能源的消耗和降低环境污染。生态建筑在整个生命周期内基本目标包括：（1）尽可能减少资源能源的消耗；（2）把环境和建筑的污染降到最低；（3）保护自然生态环境；（4）创造健康舒适的室内外环境；（5）使建筑功能质量目标统一；（6）使建筑生态、经济取得平衡。
2.2生态建筑设计原则
（1）整体设计原则
我们不能将生态建筑看作一个简单的建筑单体去做设计，而应当在满足业主要求、建筑本身的目的性的前提下将其所在的区域纳入其所在的自然环境、社会环境、经济环境各个方面，尊重传统文化和地域文化特点，自觉促进技术与人文的有机结合，将各种因素统一考虑，权衡比较，从中选择最优的解答，建立不破坏区域环境，技术运用适当，人性化的居住社区和城市环境。
（2）高效无污染原则
这个原则有三方面的含义：一是降低建筑对物质与能量的消耗，提高能源利用效率，运用新材料、新结构、智能建筑体系，降低建筑消耗的能量。据建筑所在地区的气候特点，合理利用阳光、风能、雨水、地热等自然能源。合理进行建筑设计，减少不可再生资源的损耗和浪费，提倡能源的重复循环使用；二是建筑材料的无害化，建筑材料利用的高效。即材料的循环使用与重复使用，避免选择的建筑材料含有危害人类身体健康的物质，给自然环境带来危害。三是指舒适、健康的室内环境。
（3）灵活多适原则
采用适应变化的设计策略，避免建筑过早废弃，使其能够得到再次利用或多次利用，节省建造新建筑所需的重复建设费用，适应变化的设计策略主要有四种：适应性改变、灵活性设计概念、长寿多适概念和合理废弃概念，在具体设计中应灵活采用。
三、生态建筑的设计方法
3.1生态建筑的规划设计
建筑规划要走中小型化、花园化、智能化为一体的道路，提高绿地面积比例，降低能耗量；建筑整体规划应体现建造场地、植被的一体化；减少对资源的干扰和非点源污染；建筑及装饰材料的选择应考虑对能源消耗和对空气、水污染的影响；全方位考虑建筑绿化，沿街绿化、楼间绿化、楼旁绿化、绿化建筑，形成多品种、多层次、立体的、广泛的绿化环境，改善建筑小气候，使人类贴近自然。
对于已确定的基地，应遵循一个重要的原则尽可能尊重和保留有价值的生态要素，维持其完整性，使建筑环境与自然环境融合和共生。我们的建造活动应尽量少地干扰和破坏自然环境，并力图通过建造活动弥补生态环境中已遭破坏或失衡的地方。
3.2生态建筑的方案设计
建筑方案应充分利用太阳光、阴影，选择合理的建筑朝向和建筑型体；营造良好的局部建筑小气候，室内空间与室外空间相结合，加强人与自然的联系；建筑空间多样化、科学化，加大使用功能的灵活性和空间的可变性，留有变化余地，经过改造和装饰可以再生使用。一个成功的生态建筑方案设计应该全面的考虑地域气候影响与能源利用两个方面。
（1）生态建筑地域气候影响
地域气候影响包括地域气候条件、周围微小气候、气温、自然通风、建筑的地域与朝向、温度和降水等诸多方面。
①地域气候条件。地域气候条件影响建筑的设计形态，地域一年四季的气候变化特征指当地的气温、温度、蒸发量、风向和风速，以及太阳的辐射量。
②建筑周围的微小气候。建筑的特定地段选择都处于地域性的环境气候条件之下，还受当地微小气候的影响。不同的建筑地段情况，如地势的坡度与朝向、土壤类型、绿地植被状况、材料表面性质以及环境景观等综合性的影响因素条件下的温度、湿度、风向和风速、蒸发量、太阳的辐射量等形成当地特定的微小气候状况。
③气温。建筑中获取的热量或热量的损失取决于室外温度，分析室内外的温度差异，是建筑设计考虑采暖或降温的基本数据，根据室内外的温度差异关系来确定期望的环境设计温度。
④自然通风。在建筑地段设计中，空气的流动是另一个重要的气象因素，各建区的气象资料均可提供当地不同季节的主导风向和风速，是设计的依据。
（2）生态建筑的能源利用
我们在建筑设计中，在节约使用不可再生资源的同时，应当重视新的能源利用方式，从可再生能源多想办法。目前应用于生态建筑中的可再生能源有太阳能、风能、地热能等，其中以太阳能的利用最为广泛，技术也最为成熟。
3.3生态建筑的构造设计
考虑建筑空间的建筑材料中易挥发的有机成分，昼量减少微生物生长的机会，提供新鲜的空气，创造易于接近日光和公共适宜环境，同时要考虑室内空间维修和清洁材料挥发的化学成分对人体的影响；建筑构造使用可循环或带有可循环材料（如钢材、铝材等）的产品，考虑建筑构件和建筑设备的再利用，尽可能减少建筑垃圾；为建筑物主人使用可循环设施提供方便，通过中水的再利用和节水装置来使生活污水降到最低；建筑屋顶、地面、门窗要进行绝热处理；广泛应用建筑采暖节能、制冷节能、通风节能、照明节能等建筑节能技术。
结束语
面对机遇和挑战，当务之急是要加大投入，在学习、借鉴国外成功做法基础上，结合国情加强宣传，让社会各界对推行生态建筑必要性和紧迫性有充分认识；结合各地地域特征和经济现状，通过技术创新和系统集成，制定颁布生态建筑标准和评估规范，研究开发、应用推广生态新技术、新材料和成熟适宜的生态建筑技术体系；努力实践建筑生态化各项具体措施，建立健全生态建筑立项、设计、施工、运营各环节管理机制和技术政策法规；搭建国内外生态建筑合作交流平台，最终通过研究、设计单位与政府、工业界密切合作，推动生态建筑成为我国未来建筑主流，实现建筑业可持续发展。
参考文献
[1]李华东主编，高技术生态建筑，天津大学出版社，2002.9.
气候变化对水循环的影响范文1篇5
关键词：汽轮机；温度热应力；运行因素
中图分类号：TQ440文献标识码：A
汽轮机是将蒸汽的能量转换为机械功的旋转式动力机械，是蒸汽动力装置的主要设备之一。一般来说它的主要作用是用作发电用的原动机，也可直接驱动风机和压缩机等，同时还可利用它的排汽或中间抽气满足生产生活上的各种供热需要。
基于此，在汽轮机运行过程中我们要注意影响汽轮机运行的有关因素，尤其是在工业化逐步发展的今天，减少工业上的汽轮机运行障碍问题有助于汽轮机在使用中提升经济性、安全性和自身使用寿命，也能为企业提高生产效率。
1.汽轮机运行经济指标
在分析影响工业汽轮机运行因素之前，我们要先明白汽轮机运行的经济指标。所谓的经济指标就是指汽轮机在运行过程中，汽轮机的经济性受到热耗量和气耗量的影响，如果汽轮机的热耗量和气耗量过大，这就说明汽轮机的运行受到影响。
2.影响汽轮机运行的主要因素
一般来说，影响汽轮机运行的主要因素分为以下几个方面，蒸汽温度影响，循环水温度及水质影响，凝汽器真空度影响，蒸汽压力影响。分析它们的具体原因是：
蒸汽温度影响方面具体体现在蒸汽温度会使循环净工增大，这样就会降低汽轮机汽耗量，降低汽轮机排汽湿度。所以就会影响汽轮机的运行。另外过高的温度和长时间处于高温状态时会使汽轮机部件性能下降，影响汽轮机的工作效率，不利于汽轮机长期使用。
影响工业汽轮机运行第二个因素体现在循环水温度和水质方面。先从循环水温度说，如果循环水温度大于28℃时，那么汽轮机的凝汽器真空度影响就大，增加汽耗。主要原因是当汽轮机真空度每提升1%时循环水的水温就要降低5℃，所以适当降低循环水的温度能提升凝汽器的真空度，进而降低汽轮机的汽耗，当循环水温度高于28℃时，由于循环水温度过高，此时对汽轮机的凝汽器真空度影响很大，从而增加汽轮机汽耗。
在水质方面。如果水质不达标就会腐蚀及结垢阻塞循环系统冷却管，这也是影响汽轮机运行效果的因素。
第三个，凝汽器真空度影响方面。我们如果单从汽轮机的使用寿命上考虑的话，它对汽轮机的运行没有特别大的影响，可以这样说，在增加真空度的时候却是有利于提升自身的经济效益。但是如果真空度很高，那么它就会影响汽轮机的使用寿命。主要原因体现在，在真空度高的情况下汽轮机汽耗就少，主要是凝汽器在真空度增高时，汽轮机的排汽温度降低，而它的排汽压力也低，这个时候蒸汽能量损失少，转化为机械能的热能就高。
另外一方面来说，如果我们增加汽轮机水循环系统就会对汽轮机有所损坏，同时蒸汽会加剧对叶片的冲击作用，这样来看就会极大地缩短汽轮机中叶片的使用期限。所以说，凝汽器真空度合理与否是阻止汽轮机运行顺利的因素之一。
第四个蒸汽压力。当蒸汽压力大于限制的具体数值时候，汽轮机工况就会超过额定负荷，此时就会在转子在轴向的压力加大，影响安全运行。
3.汽轮机运行案例分析
本文以温度因素中的蒸汽温度影响汽轮机运行为例，分析它的相关内容。
我们知道，工业汽轮机中的部件热应力影响大的是汽缸，它的内外温度差别很大，况且温度分布也不均匀。为了直观地看到汽轮机工作状态下的有关构造，我们用如图1所示的构造图加以表示。
我们假设汽缸壁的厚度是S，在冷启动状态之前，沿着壁的温度都等于室温to，如果用温度为ts的蒸汽对内壁进行一定地加热，因为刚开始的蒸汽凝结放热系数很大，这样它的内壁温度就会很快地升高到汽压下的蒸汽饱和温度tn，而这个时候外壁的温度再经过一段时间才能从室温升高到tw值，缸壁的平均温度此时是tc，这个时候沿缸壁的厚度方向温度分布不均匀。
另一方面，因为汽缸内壁温度过高，而外壁温度低，这样内壁就会在短时间内出现膨胀现象。我们假定外壁最初的状态是冷态，这样它的后续膨胀也是比内壁小的。当外壁温度较低时候它的膨胀比应该比内壁小，此时内壁的热膨胀力要比外壁的大，我们可以这样说外壁受的应力就是拉应力。
经过我们的试验结果比对，得知汽轮机的热应力与金属材料有很大的关系，也与内壁和外壁的温度有相关联。同时还可以推知，汽缸壁面的热应力与内外壁的温度有关，并且和内外壁面的温度成正比。
另外，在汽轮机启动停运时，我们要控制内壁热应力不要超过允许值，只要控制汽缸内外温差不要超过他的最大范围就可。另外当汽轮机在达到额定的转速之前，在升速过程中，我们还要注意排汽温度的变化，如果排汽温度过高，可以促使汽缸受热和膨胀不均匀，这样就会使汽轮机发生变化，使冷却水流出。
综上所述，我们可以得知温度的变化时引起汽轮机热变形等的最为主要因素。
参考文献
[1]吴艳梅，孟春丽，李家荣.工业汽轮机变工况运行的研究及试验[J].汽轮机技术，2010（9）：33-35.
气候变化对水循环的影响范文
地球外圈：大气圈，水圈，岩石圈、生命圈
在人们关注地球环境，关注全球气候变化的时候，不妨先了解一下我们居住地球外圈的结构，从而更容易理解地球环境的变化。科学家研究证明，人类居住的地球外圈由四部分组成，即大气圈、水圈、岩石圈、生命圈。科学家相信，在地球的内圈，有地幔圈、外核液体圈、固体内核圈，在地球外圈和内圈之间，还有软流圈等，所以，地球有8个圈。不过，地球的内圈构造只是科学家们的猜想。
大气圈，是指包裹在地球表面之外的大气层。靠近地球表面的为对流层。对流层的厚度从海平面至上约10.5千米。由于受到太阳的照射，对流层能大量吸收红外热能，地球表面纬度不同，受热不均匀，在地球表面形成高压带和低压带。同时，因为受热，大量吸收地面上的水气，并使地表温度升高。由于对流层气圈内含有大量的水气，受地域、温度和压力差异等因素影响，含有大量水气的混合气体又随区域、高度和季节变化而变化，形成地球特有的水气循环：平流层是在对流层上至50千米的高度。平流层与对流层有所不同，这里水气极少，而臭氧极为丰富，能大量吸收紫外线。目前，人们已经对对流层和平流层中的一些天然物质和人工物质的互相作用以及循环过程有了较详尽的了解。与此同时，逐步认识大气环流、洋流系统以及了解云、降水的形成，大气混合过程和太阳辐射收支变化的规律。当然，充分认识和了解大气化学及其对气候的影响作用也是科学家们最为关注的课题。
水圈，是指地球表面水的总称。在水圈里，海洋占据了它的绝大部分――地球表面的70.78％被海水覆盖着。海洋作为水圈的重要组成部分，与大气圈、岩石圈以及生命圈，相互依存，相互作用，在全球环境与气候变化中扮演了至关重要的角色。其主要表现：海洋是水循环主要推动力，它提供了影响地球环境的绝大部分湿气，如果没有水圈，或者说没有海洋，地球将会和太阳系其他星球一样到处弥漫着二氧化碳，酷热难耐，一片干涸。地球水循环的形成，是因为海水在接受太阳光的照射后，其照射强度不同，形成气温、气压的差异，太阳的照射激活了水体的表面，从而形成了洋流和海浪，形成了大气环流。海洋影响全球气候的唯一方式是将热量输送到不同地区，可以说，不依靠空气，海洋也能把热量从低纬度输送到高纬度。洋流为地球输送了热量、氧气、营养盐，为动植物生命的诞生与繁衍提供了条件。
海气相互作用：厄尔尼诺、沃克环流，南方涛动
要了解全球气候变化的基本特点，就要深入了解海―气边界上的物理、化学变化的过程。在海一气边界层面上，大气赖以维持其循环的绝大部分的热能来自于海水，来自水气的凝结。也就是说，它是海水受到热辐射蒸发形成水气而发生的。而这些气体的浓度，在很大程度上取决于海水的盐度、温度、气压等条件。
1997～1998年，发生了强烈的厄尔尼诺现象。这种天气异常变化至少已经有5000年的历史，大约每隔2～7年发生一次。南美洲西海岸地区原属干旱型气候，但在圣诞节到夏季来临之前，却一反常规，雨量激增。异常天气的出现，导致冷水性鱼类锐减，渔民蒙受巨大损失。地处南美洲西海岸的秘鲁对此感受优为明显。科学家观测到，每当厄尔尼诺发生的时候，秘鲁外海水域海水温度意外升高了。这便是海水温度对气候影响最典型的证据。
科学家还发现，厄尔尼诺的出现与消失，又是一个被命名为“沃克环流”的大气环流圈变化的结果。“沃克环流”是由英国气象学家吉尔伯特-沃克于1923年首先发现的。当年，在太平洋西部的印度尼西亚附近出现低气压区，而在太平洋东部靠近南美洲附近地区，则存在一个与之对应的高压区。这样的东高西低气压分布，非常有助于信风自东向西流动，并带动赤道洋流向同一方向流动，将大洋表层的温暖海水，带向印度尼西亚地区，使这一海域形成巨大的“暖池”。高温“暖池”形成，便产生了上升气流。与此同时，从东边吹过来的信风，刚好补充该地区由于产生上升气流后出现的空间。所以，空气在低空由东向西流动。但是在高空，情况正好相反，气流是由西往东反向流动，至使赤道太平洋东部较冷水域在上空发生沉降，形成东西向的环流。沃克的这个发现，被人们命名为沃克环流。
然而，在有些年份，情况也会发生变化，出现西高压，东低压的异常情况。已经盛行的信风，由此减缓，甚至会停止。于是，发生了自西向东逆向运动的情况。此时的赤道洋流，也跟着变化，随之减弱，或是改变其方向。“暖池”中的海水，开始向东流动，加大了南美洲沿岸暖流的深度，抑制了秘鲁寒流的上升，于是表层海水温度出现升高的情况。结果是，该海域的鱼类和其他海洋生物无法获得寒流携带的营养盐生物群，势必造成冷水性鱼类的减少。大气也随之发生变化，海面上空向南移动的空气开始变暖，同时，给南美带来大量水气，降雨量增加，南美沿岸地区暴雨成灾。当地人的直接感受是，厄尔尼诺发生了。
有时候，在太平洋西部地区，也会发生低压区的气压会进一步下降，而东部的高压区的气压再度升高。受其影响是，信风和赤道洋流的流动速度加快。赤道洋流带去的暖温气体，使得当地暴雨成灾。结果是南亚地区洪水泛滥。而更为让人感到困惑的是，南美地区出现旱灾天气。这种现象，被科学家称之为“拉尼娜”现象。事实上，“尼尔尼诺”现象是包括与之相反的“拉尼娜”现象在内形成的较长气候变化周期的一部分。所以，科学家将整个周期叫做“厄尔尼诺一南方涛动”。气压分布的这种周期性变化，被称之为南方涛动(ENSO)。
更为有趣的是，在大西洋的北部，人们发现另一个北大西洋波动的循环，就是北极涛动(AO)。北极涛动是发生在北极和大约北纬55。地区之间的地面大气压力的周期性变化。位于北纬55。的地区有美国的阿拉斯加洲的南部、苏格兰的格拉斯哥和俄罗斯的莫斯科等。在北极上空处在高压时，北纬55°就会出现低压，反之亦然。科学家还无法找到发生北极涛动确切的原因，但是，它的发生与海面温度的变化有直接关系。海洋影响气候取决于海水运动和海水的温度。因为海水具有很高的热容
量。今天，不论是厄尔尼诺的发生，还是拉尼娜现象的出现，人们都无法进行有效预报。这证明，人们对海气相互作用的机理还在探索之中。
环境忧虑：温室效应，海平面上升，灾害频发
人们关注厄尔尼诺的另一个理由是，在厄尔尼诺发生之后，赤道太平洋海域的二氧化碳要比正常年份增多了许多。显然，在赤道太平洋表层与大气之间所发生的二氧化碳的自然交换动态平衡被打破了。这种交换失衡，可能更有研究价值。特别是在赤道附近的广阔海域，由于地理条件特殊，这一海域可能是二氧化碳最重要的排放源头之一。
那么，为什么在发生厄尔尼诺期间，这一海域排放二氧化碳要比平时多呢?科学家的解释是，这个地区由于温度差或者洋流分岔等原因造成了海水上升流，把含有丰富的二氧化碳海水，带到洋面表层水域，在洋面上进行自然交换。通常这种自然交换是匀衡的。然而，在发生厄尔尼诺期间，上升流明显减弱，因而二氧化碳的自然交换也相对减少。其减少幅度很大，大约为30％～80％。二氧化碳是温室效应的主要气体之一；海域出现超量的二氧化碳，这一趋势是非常值得关注的。因为，海水中的二氧化碳含量变化，对大气中的二氧化碳含量的改变有着显著影响。
在过去的半个多世纪中，大量的温室气体――二氧化碳、甲烷、氮氧化物、氯氟烃被排放入大气层，形成了科学家们称之为“温室效应”。据联合国气候变迁专业组的调查报告称，近半个世纪，全球温度比工业化前增长了0.6℃，如果按现在人们向大气排放废气的速度继续增长，再过50年，温室气体的浓度将达到前工业化时期的两倍以上，这将导致全球平均气温升高2.5℃。陆地气温可能升高达4℃。这个升温幅度，看起来并不算大，但是，这个升幅可能超过数百万年以来地球气温变化的任何时期。不要忘记，当年地球气温升高4℃，导致了整个冰河时代的结束。
温室效应的另外一个有害结果是，地球南北极的冰川融化，造成的海平面增高。有学者称，北极的冰川将消失50％，南极的冰盖也在大面积的消融之中。全球气候变暖，对生命的影响是巨大的。如果人们不采取措施，在未来的数十年中，极端气候可能会增加，暴风雨、洪水、干旱、沙尘暴、海啸、海岸决堤、海水入侵、森林枯死，粮食减产等将发生在人们的面前，农业面临巨大危机、全球经济有可能出现崩溃的危险。
气候变化对水循环的影响范文篇7
关键词环境地质；气候；可持续发展
中图分类号[P66]文献标识码A文章编号1674-6708（2011）54-0102-02
随着自然科学和生产力的高速发展，人类不断的对地球进行大规模的人为改造，加上一些自然因素，使得我们赖以生存的自然环境正在变化，特别是20世纪以来，全球性的环境地质问题日趋尖锐，水资源短缺、水质恶化、地面沉降、沙漠化、冰川融化等一系列环境地质问题正在给人类的生产生活带来影响，与之俱来的全球气候变暖正在加剧，因此，保护生态环境、共建美好家园成为全世界关注的话题。环境地质与气候是相辅相成、共同发展的，不同的气候条件造就了不同的环境地质，不同的环境地质又会直接或间接的影响着气候。
1地质特点是研究古代气候的依据
从古至今，地质与气候相互影响，相互作用，共同影响着地球环境的局部甚至整体。不同地质时代的气候变迁，我们可以通过这一时期的地质特点间接的去研究。根据这一地质时代的岩石性质、古老的土壤、地形以及古生物化石，来推断地质时期气候状况。例如：在某一地区中如发现冰碛石、冰擦痕、漂石等，这就是寒冷时期冰川活动的证明；某地区的灰化土下面埋藏有古红色土，可推知古代那里曾经有过炎热的气候；沙漠地区发现有干涸河谷地形和湖岸线的遗迹，就表示该地是由湿润气候转变为沙漠的；生物化石是说明地质时代气候状况的良好根据，如果有马匹或走禽的化石，表示这里曾是草原气候等等；通过上述方法对地层沉积物的广泛分析，证实整个地质时期地球气候曾经历了巨大的变化。反复有过几次大冰期，其中震旦纪大冰期、石炭一二迭纪大冰期和第四纪大冰期为科学家所公认的近期的三次大冰期，在三次大冰期之间为温暖的大间冰期气候。
2大型水利工程对局部地区气候的影响
当前，世界各地都在大兴水利工程，包括建水电站、建水库、引水灌溉、河道改造等，这些人工工程给人类创造了巨大的经济和社会效益，造福了全人类。
但也改变了当地的地质环境，并影响当地的气候条件。由于水具有调节功能，水汽蒸发的过程实际上是一个吸热的过程，大型水利工程建成之后，其所在地水面面积增大，使得库区空气湿度相对增加，导致气温的日较差、年较差缩小，对库区气温有一定的影响，水平方向开阔地带以为为1km~2km，垂直方向一般在400m以下，逆温天气减少，大气层结构的稳定度趋于中性。库区年平均气温也有所改变，夏季平均温度降低0.9℃~1.2℃，春冬季节平均温度增高0.3℃~1.0℃，类似沿海地区受海洋性气候的影响。目前，虽然特大型水库对生态和环境的影响在国际上还未达成一致，但是一般认为大范围的气候受到水库蓄水的影响并不明显。
3火山活动和地形变化对气候的影响
大气透明度直接影响着太阳辐射到达地面的强弱。而火山活动对大气透明度有着直接的影响，由于不会受到雨水冲刷而跌落，强火山爆发喷出的硫酸气溶胶和火山尘能喷入平流层，它们强烈的反射和散射太阳辐射，能削弱到达地面的太阳辐射。据分析，虽然火山尘只在高空中停留几个月时间，但硫酸气溶胶形成的火山云则可在平流层漂浮数年，对地面产生长时间的净冷却效应。据历史记载，1815年4月初Tambora火山（8.25°S，118.0°E）爆发时，500km3内有三天不见天日，各方面估计喷出的固体物质可达100km3~300km3。大量的浓烟云长期绕平流层漂浮，太阳辐射明显减弱，以致欧美各国普遍在1816年出现了“无夏之年”。
地震和火山的活动造成了地形地貌的变化，而地形地貌的变化又影响着地面粗糙度和反射率的变化，从而导致气候发生改变。纵观历史，地球上的造山运动几乎与冰期同步，例如，高大的喜马拉雅山脉，对进入亚洲中部的海洋季风形成障碍，因此使得内蒙古、新疆在第三纪的候变得湿润，而现在却变得干旱。
4气候变迁对环境地质的影响
4.1气候变化与水环境相互作用
水是大气环流和水文循环中的重要要素，气候变化与水循环是同步进行的，并且相互作用相互影响。气候变化对河流和湖泊的水环境影响，是相对复杂的过程。人类改造社会的活动，包括引水灌溉、建水库、排污染物、人工增雨等会给水环境带来一定的影响；另一方面，全球气候变暖和降水变化引起水资源量和时空上的分布变化，是影响水环境的重要自然因素。
现代生产生活中排放的污水，如处理不当，影响到河流湖泊的水质和生态环境，则可能进一步加剧地表水环境和水生态状况的恶化。因此，研究不同污染物对气候要素的变化机理，分析其对水环境可能造成的影响，对未来水资源系统的规划设计、开发利用都具有重要意义。另外，水体的温度以及大气水文循环过程中的降雨、蒸发等过程受到气候变化的直接影响，对环境产生重要改变。如温度变化控制着水体中生态、水文条件；而降雨、蒸发量控制着地表径流量，影响到水体内营养盐和污染物的迁移转化过程，改变着水体的物理、化学和生物特性，也改变着洪涝干旱发生的频率和量级。
水环境生态变化研究涉及到人类和自然界发展的各个方面，气候变化是影响水质的一个重要因素。在气候变化的大背景下，定量化气候改变对水质的影响，确定各类水质对气候变化敏感度的大小，在人类活动的基础上，研究各种改善水质的措施，如改变土地的利用类型、限制农肥使用量等等，为合理制定改善水环境的措施提供技术支持。在气候变化的基础上，水资源系统的结构也受到气温和降雨的影响，造成地表水体水量的减少、加大旱涝等自然灾害发生的程度等等，导致水体质量的恶化和环境问题发生的可能概率，增加水资源系统的脆弱性。
4.2气候变化对生物植被的影响
植被是自然生态系统中最活跃的因子.能够指示自然环境中的某些组成成分，如大气、水、土壤、岩石的变化，是景观生态环境变化的综合指示器。生态环境的物种越丰富、结构越复杂，其抗干扰能力就越强，系统表现出良好的稳定性；繁殖，物种单调、结构简单，其抗干扰能力相对较弱，系统的稳定性也会变差。千万年来，为了适应不同的环境条件，不同的物种形成了其各自独特的生态和生理特征，从而组成了现有不同的物种和森林生态系统结构。由于原有系统中不同的物种、不同的年龄阶段对CO2浓度上升及由此引起气候变化的响应存在很大差别，因此，森林生态系统的结构和物种组成将受到气候变化的强烈改变。森林物种的组成和结构可能通过以下途径发生改变。
1）水分胁迫：根据现有的大气环流模型预测，全球降雨量将有所增加，但是由于季节和地区的不同，其预测结果也存在很大差别。例如，一些热带地区的干旱季节将延长，在中纬度内陆地区其降雨量在夏季会相对减少。此外，气温升高也会增加地面的蒸散作用，减少土壤的含水量，从而使植物在生长季节出现水分供应不足，使其成长受到抑制，甚至出现顶梢枯死、落叶等现象而最终枯亡。但是另一方面，对与一些抗旱能力强的物种来讲，这种气候变化使得它们在物种之间的竞争处于有利地位，从而得到大量的繁殖和入侵，表现出顽强的生命力；
2）温度胁迫：物种分布的主要限制因子之一就是温度，低温限制了热带和亚热带物种分布的北界，高温则限制了北方物种分布的南界。在对未来气候变化的预测中，全球平均气温都将会升高，这将对物种的成长带来一定影响。尤其是冬季气温的升高，会打破一些嗜冷性物种原有的休眠节律，抑制其生长，对这些物种来将无疑是一种灾难；但对于嗜温性物种来讲，温度的升高有利于其种子的萌发，使它们本身无需再忍受漫长而寒冷的冬季，加快演替更新的速度，提高其竞争的能力，对他们的生长来说，无疑是有利的；
3）光强和日照的变化：光照强度和日照时间的增加，一方面有利于阳性植物的生长和繁育；另一方面则会抑制耐阴性植物的生长，尤其是会强烈影响到其后代的更新和繁育；
4）物候变化：全球气温的升高，会导致春季提前到来，从而影响到植物的物候，使他们提前生长，开花放叶。这将影响到那些在早春完成其生活史的林下植物，甚至有可能使它们无法完成生命周期而走向物种的终结，由此导致森林生态系统物种组成和生态结构的变化；
5）有害物种的入侵：由于有害物种具有较强的适应能力和顽强的生命力，它们更能适应强烈变化的气候大环境，在物种竞争中处于有利地位。
总之，气候变化对森林物种的组成和生态系统结构的影响是多个因素综合渗透的结果，它将使一些新的物种入侵到原有系统之中，也会使一些物种退出原有的生态系统中，从而改变原有森林的物种组成和生态系统结构，这些变化会严重影响到不同森林生态系统之间的过渡区域。
5发展低碳经济、建立可持续发展的道路
现代经济和生活水平高速发展，对能源的需求越来越大，钢铁、汽车、冶金等重工业源源不断的消耗着地球上有限的资源――煤、石油、天然气等。这些碳资源的过渡开采，改变的地球表层的地质环境，严重影响了生态环境，甚至影响了气候条件，一些地区没有了以往茂密的树木森林、山泉小溪，取而代之的是气候严重干旱，水源匮乏，以前常见的鸟类兽类逐渐淡出人们的视野。
低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，是人类社会继农业文明、工业文明之后迈向生态文明的又一次重大进步，它将引领未来经济社会的可持续发展。低碳经济主要包括低碳生产与低碳消费，其实质是能源的高效、清洁利用，低碳或无碳等绿色能源的广泛开发与普遍使用，以及碳排放的显著减少；核心是能源技术和减排技术创新、产业结构和制度创新以及人类生存发展观念的根本性转变。太阳能、风能等绿色新能源正在得到全世界重视，加大新能源产业的开发力度，改变能源结构，逐渐降低对碳能源的过度依赖，并最终把新型能源推上舞台取代地球上有限的碳能源，是全人类共同奋斗的目标。
参考文献
气候变化对水循环的影响范文篇8
关键词：循环化学；研究；特点
近些年来，循环化学研究越来越深入，研究的领域也越来越广泛，使得循环化学科学取得了非常大的成就。循环化学主要由三部分组成，一部分是有机循环化学，一部分是无机循环化学，最后一部分是生物循环化学，本文是就生物循环化学为了，来研究循环化学的进展。
一、研究特点
在我们对循环化学进展进行研究探讨之前，我们先了解一下循环化学的研究特点，也便我们能够更深刻的理解循环化学，对生物循环化学来说，其研究的主要特点如下：
1、时空布局不唯一。众所周知，对生物循环化学的研究是没有固定的时间和空间规定的，因为生物循环研究的时空范围非常的广阔，不能明确给出时空范围，否则就限制了其研究的发展。从时间角度上说，生物循环化学的研究可以以昼夜天数为单位，也可以以季节为单位，甚至可以以世纪为单位，根据研究的物质不同来确定不同的时间尺度，从空间角度上说，生物圈与大气之间的交换也是其研究的范围，在研究这个问题的时候，所涉及的空间领域非常广泛，不能有固定的空间限制。
2、生态类型丰富。与传统的生物循环化学研究相比，现代的生物循环化学研究类型更加的丰富，这主要是因为开发出了更多的生态类型。目前的生态类型研究项目主要是以纬度划分为标准的，比如寒带、中纬度、热带等等，如果研究的物质是同一区域并在属于同一系统，这研究起来就比较方便简单，可以直接在实验站点上进行研究即可，如果不属于相同的生态系统，那么，研究就需要在过度样带上进行。
3、气候变化与之联系密切。生物循环研究的最重要的特点就是要考虑气候变化，而且气候变化对研究结果有很大的影响，如果在研究的时候，没有充分的考虑到气候的因素，那么，研究结果势必会造成误差，也就不能为后期的研究提供有效的数据。
二、生物循环化学主要研究进展
上文中笔者简单的概述了生物循环化学研究的主要特点，无论是哪种类型的循环化学研究，都具有一定的研究特点，相关的研究人员要根据研究的类型，来选择合适的研究方式，这样才能取得最佳的研究效果。那么，生物循环化学研究的具体进展如何呢？笔者总结如下：
1、碳、氮、硫、磷循环的耦合作用
虽然现代社会含碳气体的释放量越来越多，理论上讲，碳气体释放量的增加，羟基OH的浓度应该变小，但是实际情况却恰恰相反，不仅没有减少，还在不断地增加，这就说明碳、碳、氮、硫、磷气体在循环的时候存在着很强的耦合作用。即一氧化氮释放通量的增加促使羟基增加。也正是这种元素循环间的耦合，使人们认识到早期采用的简单化的气体“辐射增量”（radiativeforcing）和气体寿命不是常数，而是随时间变化的，也随其它气体浓度变化而变动，因此不宜用于决策。
2、氮的化学反应与过程的前沿研究领域
氮的化学反应与过程的前沿研究领域有：氮与其它元素间的耦合作用，氮和碳、硫、磷等元素在生态系统循环过程中有耦合作用，因为这些元素均是组成生物体的重要元素。但由于土壤中有机质N与S一般未经鉴别，也不确定，因此它们的降解途径很少为人认识。这样就不容易模式化。又如水域富营养化，不仅氮与磷的循环耦合，有些碳的化合物能抑制水华的繁殖，改变氮的循环途径；）氮化合物在地下水和深层海底沉积物中的反应过程，需要长期观察和研究。
3、硫的转化传输过程
硫的生物地球化学循环研究一直比较活跃，这是由于酸沉降、温室效应乃至臭氧层耗损均与硫的污染有直接或间接的关系。其前沿研究领域有：含硫有机物对大气氧化容量的影响。有机硫在大气中的氧化主要是通过羟基自由基氧化为二氧化硫，再经均相光氧化、多相氧化及催化、氧化形成硫酸盐。硫与羟基的反应是消耗羟基的，因此是全球大气氧化容量研究所关注的；硫与其它元素循环间的耦合作用，以往的工作常孤立地研究硫本身的环境化学过程，但实际上各元素的环境化学过程是相互影响的。自然和人为释放的气态硫化合物，被氧化成硫酸盐气溶胶。其氧化速率与大气中OH自由基、氮氧化物乃至烃类浓度均有关。换言之，硫的环境化学过程与碳、氮、过渡金属间有耦合作用。又如湖沼中硫酸盐和有机质共存时，硫还原菌获得充足的营养物而活跃，导致H2S和DMS（二甲基硫醚）的释放加剧。海水中OCS的形成机理更不清楚，估计生物体只提供硫有机物，而是靠光解或OH转化为OCS；多相反应研究是薄弱环节。以往，人们对臭氧层破坏机理的认识主要来自均相（气相）反应的研究结果，只是到近几年才考虑冰微晶的贡献。至于OCS在平流层转化成硫酸盐气溶胶对臭氧的定量影响才刚开始研究。实验室测定这种多相反应速率常数也是很难的。甚至OCS在各种界面上的吸附过程均很少报道。
4.4磷的循环
因为磷的气态化合物PH3在空气中不稳定，所以磷经过大气圈的循环通量不大。但一般人们还沿用循环这一词，主要指的是从土壤通过径流进入河湖海洋，其中部分颗粒磷沉入海底。鉴于磷常是生物生长的限制因素，它的迁移量和库存量会直接影响碳、氮、硫的循环。因此磷与其它元素的耦合作用不可忽视。
4.5城市生态系统元素循环的过程研究
城市生态系统的元素循环，是近年来尝试在素循环中加以考虑的。按照定义，城市生态系统的“代谢过程”系指城市生态系统中物质输入和输出的总流通率，也就是在城市人口（非农村人口）居住地内各种可更新与不可更新的资源的消费率以及废弃物的产生率（包括气态、液态和固态）。在元素循环中，城市生态系统的代谢指的是输入城市的含碳、氮、硫、磷的原料、燃料、食物流通率以及人畜和工业消费后输出的含碳、氮、硫、磷的气体、污水、垃圾、废渣、排泄物等，还包括输往农村的含碳、氮、硫、磷的化肥农药。
三、结语
综上所述，可知循环化学研究进展非常好，本文虽然以生物循环化学研究为例，但从中可以看出整个循环化学研究的进展，随着我国循环化学研究技术的发展以及相关循环化学研究人员的培养，我们有理由相信，我国的循环化学研究会更加的深入，会取得更多的成就。本文是笔者多年的循环化学研究经验的总结，希望为相关循环化学研究人员提供借鉴，为我国循环化学研究技术的发展提供参考。■
参考文献
[1]陈荣，梁文平.我国无机化学研究最新进展[J].中国科学基金.2002（04）
气候变化对水循环的影响范文1篇9
摘要：该文主要针对在开发智能鸡舍监控系统过程中，控制逻辑模块的设计，具体阐述了每个控制过程的运行原理以及过程的运行程序设计，从而避免了设备之间的冲突，为鸡舍的环境控制作出了最优的判断；解决了鸡舍中各个环境因子之间互相影响、以及执行设备之间的优先选择和设备之间互相冲突的问题。关键词：鸡舍；控制逻辑；环境控制；1、引言环境作为鸡生长的关键因素，直接影响到鸡的生产性能以及是否引发疾病。因此调控好鸡舍内部温度、湿度、空气等环境，是鸡舍饲养管理的最根本的问题[1]。基于国内养殖业的现状，主要依靠的是人工养殖，这样的方法已经难以扩大规模，其经济效益低；面对正在世界各地肆虐的禽流感引起了各国人事的关注，它严重的打击了国内的养禽业及相关产业的发展，为了遏制禽流感病毒传播势头，因此我们必须采取更为完善的措施，保证鸡群生活在更优良的环境下，为此笔者在开发智能鸡舍环境监控系统的同时，主要针对气候控制过程的逻辑关系进行了分析和设计，实现对鸡舍环境的智能控制，科学、合理地控制影响鸡群生长的各种环境因子。此关系的建立可以优化鸡舍内环境，有效的对鸡的疾病进行预防。提高养鸡业的科技水平和综合能力，促进家禽养殖业的增产增收、增效和实现家禽养殖自动化管理。2、鸡舍气候控制过程运行原理在整个系统设计中，我们分成了以下几个模块：系统设置模块、报警系统模块、控制逻辑模块、曲线显示模块、视频监控模块；而在我们的系统中，控制逻辑部分的设置是系统的核心模块，包括基本的针对控制单条件环境因子进行设计，另外针对更加细微的控制环境，能进行多环境因子的综合调节，实现复杂的设备控制逻辑；因此，我们对每一个控制过程做以下详细的分析。环境控制涉及到许多不同的控制过程，每个控制过程又或多或少地与其他控制过程有关联，因此不能只是就某一个控制过程而片面的解释，割裂了它和其他过程之间的关联关系，如图1就表示了每个控制过程和其他过程之间的影响关系（单箭头表示过程之间的相互辅助关系，双箭头表示过程之间的冲突关系，影响每个控制过程的其它因素注明在括号里）。图1控制过程之间的关联关系[1]2.1加热过程加热过程主要由温度条件控制其运行，但是，其他因素在加热过程中也起着作用，鸡最适宜的温度为15～25℃，在鸡舍中，温度是影响鸡群调节的主要因素。温度过高、过低，均影响其产热和散热的水平，因此在两个临界温度范围之间的温度是适中的温度舒适区。鸡对冷热的适应性因鸡龄、类型和品种而有差别。温度若超过一定限度或发生急剧变化，都会给鸡的生理带来危害。影响加热过程运行的除了温度之外，还有其他一些因素主要包括：通风窗、风机、时间、喷雾过程；程序设计时，设置白天和夜间加热过程运行控制的温度条件。同时，把一天分成几个时间段，为每个时间段设置自己的加热过程的运行条件。并且在加热过程运行的同时，风机必须被停止，而且如果鸡舍需要打开通风窗，通常加热过程停止运行，但是根据实际情况，比如在高湿低温的情况下，可以采取开窗，加热过程继续运行的方法，这些都是通过程序设计来实现它们之间的不冲突。2.2降温/喷雾过程降温/喷雾过程可以分为两种情况，一是降低舍内的绝对温度，使鸡只周围的环境温度达到理想温度；二是降低鸡只的体感温度，影响鸡只体感温度的主要因素有鸡只上方空气流速、鸡舍的湿度、鸡群的日龄[2]。针对第一种情况，我们采取湿帘或喷雾的方法；在鸡舍一端或是两端安装湿帘，通过不断淋湿湿帘，产生湿表面来吸收空气种的热量，而在鸡舍另一端利用风机不断排气，这样舍外热空气不断通过湿帘，达到降温的目的。第二种情况，我们采取纵向通风的方法；打开风机以及风机对面的侧窗，考虑不同季节，鸡群对通风量的要求，可以搭配不同的风机使用，以便于在不同季节根据通风量要求使用不同数量、不同流量的风机[3]。2.3补光过程适宜的光照能提高蛋鸡的产蛋量，加快鸡的增重速度，一般鸡舍内适宜的光照强度为5～10klux。影响补光过程运行的因素以及气候控制过程：光照、时间、遮阳过程；根据鸡群在育雏期、育成期、产蛋期对光照强度要求的不同，以及自然光照的长短，设置补光灯开启/关闭的时间；根据光照强度的大小来配合遮阳网的展开和卷起。值得注意的是补光过程对鸡群的饮水也产生了一定的影响，补光过程的操作运行能控制饮水系统阀门的开启或关闭，两者之间存在着一定的耦合关系2.4遮阳过程遮阳过程在鸡舍气候控制中大致有三种用途：用来减少辐射强度、用来降低舍内温度、在某一特殊的时间段内用来保存温室的热量。在鸡舍的向阳面、太阳光直射的门窗和鸡舍进风口搭设遮阳网，避免阳光直射。空气经遮阳网后变凉爽进入鸡舍，可降低舍内温度2～3℃。在加热运行过程中，可以利用遮阳网保存鸡舍内的热量不外放。影响遮阳过程的运行控制的因素有：温度、光照以及时间；遮阳网根据温度、光照条件来决定是否应该展开或卷起遮阳网。遮阳过程可以在无需运行控制条件的情况下根据时间来进行操作，同时，必须为需要运行遮阳网来帮助防止鸡舍内的热量散失设置运行时间范围。2.5通风过程我国某些地区，夏季气温高，持续时间长，属于湿热性气候。通风是一种应用空气对流原理使鸡只增加舒适感的方法。在一些传统的通风方式中，它存在着通风不均匀、容易产生死角、容易造成鸡舍间交叉感染疾病等不缺点，因此我们采用一种更全面科学的通风的方式，它是利用风机和通风窗进行通风的一种过程，它避免了由于改善鸡舍温度和湿度，而产生另一个问题。影响通风过程运行的因素有：温度、湿度、时间、通风窗、风机、降温过程、循环通风过程、特殊通风过程。2.5.1通风窗的运行控制影响通风窗运行的因素或气候过程：根据鸡只不同时间对温度要求条件的不同，我们可以把一天分为几个时间段，然后对每个时间段有不同的通风窗运行的温度条件设置。通风窗和风机配合运行程序。降温过程、除氨过程可影响通风窗的开度水平2.5.2风机的运行控制影响风机运行的因素或气候过程：根据设置白天和夜间开始、停止运行的温度条件来控制风机的运行。风机可以与降温过程中的湿帘运行联系起来。风机可以与除氨过程联系起来。通过特殊通风、循环通风过程运行来启动特定的风机运行。2.5.3循环通风过程运行控制循环通风过程是强制将鸡舍内的污浊空气排出,或是混合鸡舍内的空气，达到一定的均衡，利用通风窗和风机配合进行通风过程，在此过程中需要考虑的因素有：主要是根据时间来运行，设置循环通风的启停时间，同样，在该时间范围内设置循环通风的运行周期时间长度和周期间的间隔时间。设置循环通风的湿度条件，当达到设定的湿度水平时，循环通风开始运行；在达到鸡舍适宜的湿度水平时，循环通风便会停止。设置鸡舍内外的最低温度值，当达到定义的鸡舍内外最低温度条件设定值，循环通风便会停止；设置常规传感器的测定值作为启动和停止循环通风的条件。与降温过程一起联合起作用。2.5.4特殊通风过程运行控制特殊通风过程是将鸡舍的污浊空气排出，利用通风窗和风机配合进行，根据不同的条件设置几个不同的特殊通风程序，在此过程中需要考虑的因素有：设置特殊通风过程的开始时间和每次运行的时间长度。根据定义的鸡群适宜的温度条件，当达到最低温度时，特殊通风便会停止运行。2.6除氨过程鸡舍内的环境由于粪便、鸡舍内垫物反复利用和通风不良等情况会促使氨浓度增高，若空气中氨气的超过一定的浓度，并长期的保持下去，将会危害鸡的生理，降低鸡的抵抗力；有研究表明，即使有必要的氧，空气中氨的浓度如果达到20ppm，鸡易患呼吸器官疾病；50ppm时，会使得鸡的眼睛发炎；75ppm以上时，会妨碍肉用仔鸡的发育。因此，鸡舍内氨的浓度必须控制在20ppm以下[4]。影响除氨过程运行的的因素有：氨气浓度、湿度、时间、通风过程（通风窗、风机）；通过一定的时间积累，检测舍内氨气的浓度值，根据定义的氨气浓度水平，配合通风过程的运行来满足鸡群的生活环境，进行除氨过程的操作；并且可以根据氨气检测点的不同，打开不同位置的通风窗和风机；由于鸡舍内的湿度水平和氨气浓度之间还存在着一定的联系，舍内太高的湿度水平会导致氨气浓度的增大，因此当湿度达到某一值时，检测氨气在舍内的浓度含量。2.7喂食过程鸡群在不同的发育阶段所消耗的能量不同，因此需要制订一个食物量的大概标准，喂食应定时、定点、定量，避免吃不完或是吃不饱。用户可以根据鸡只在各个阶段的身体发育状况改变喂食的种类和数量，为它制定科学的喂食程序。影响喂食过程运行的因素有：时间、鸡群的发育状态、饲槽；3、鸡舍气候控制过程的运行设置3.1加热过程运行程序设计程序运行依据的控制条件参数为鸡舍内的一个温度传感器或多个温度传感器的平均值。运行条件的设置，用户可以为其设定白天和夜间不同的运行温度条件，或者把一天分成几个时间段，为每个时间段设置不同的温度条件设定值。并且其中要考虑通风窗打开的时候是否运行加热系统，或是风机开启的时候是否需要停止加热系统。3.2降温/喷雾过程运行程序设计此系统主要是进行降低温度或增加鸡舍的湿度水平。程序设置运行条件：过程开始运行时间的设置、停止运行的时间设置；温度高于设定值以及湿度低于设定值时开始运行此过程；温度降低的累积值以及湿度增加的累积值达到设定值时停止此过程；温度低于设定值以及湿度高于设定值时停止运行此过程；温度高于某一值时系统不运行确定为设备出故障；但是在使用此系统进行鸡舍加湿的同时，必然会导致温度的降低，因此我们提供了全面的运行条件设置，即多因子之间相互关联、相互影响的情况，以保证在加湿过程和降温过程协调运行。不至于造成当改善鸡舍湿度或温度时，而产生另一个问题。用户可以根据需要设置运行的条件，实现设备之间的协调运行。3.3遮阳网系统运行程序设计遮阳网是用来提供遮阳的，程序设计可以在定义的温度和光照条件得到满足的情况下开始运行遮阳网；也可以在无条件控制的情况下，设置展开和卷起遮阳网的时间；在鸡舍保温的过程中，可以设置独立运行的保温过程运行程序，用户可以自己定义开始、停止运行遮阳网的时间。3.4通风系统的运行程序设计3.4.1通风窗的设计鸡舍的通风窗主要在鸡舍的通风过程、除氨过程中使用。通过控制通风窗的运行可以控制鸡舍的温度、湿度以及氨气浓度。原本打开和关闭通风窗是一种机械过程，但是由于通风窗在不同的过程中使用，而产生了通风窗运行的差异。根据温度、湿度、氨气浓度条件运行通风窗的程序，在白天和夜间设置开窗的温度条件值，并且可以在一天内设置几个时间段，用户可以为每个时间段设置操作窗户的温度条件值，并为鸡舍的累积湿度过程的运行设置温湿度条件值，来控制通风窗的开启；根据风力和降雨的程度，设置通风窗的开度水平，每个开度水平之间设置暂停时间，来保护通风窗不至于因为某些环境因素的变化而连续的执行开关操作。3.4.2强制通风的运行程序设计强制通风过程是通过控制风机和位于鸡舍侧面的通风窗的运行来完成的。其中包括风机的运行程序设计、循环通风的运行程序设计以及特殊通风的运行程序设计。风机的运行程序设计：风机是否被激活；设置白天和夜间能操控风机运行的温度条件值；并且设定在风机和降温过程联合起作用的时温度条件的设定值；通过程序设置可以使风机配合循环通风过程或是特殊通风过程一起运行，以协调运作达到最佳效果。循环通风过程的运行程序设计：要设置一个运行操作的时间范围以及一次操作的时间长度并且在改变不同运行操作之间的等待时间；定义循环通风过程运行的湿度和常规传感器条件值；定义舍内外温度低于设定值时，循环通风过程停止运行。特殊通风过程的运行程序设计：设置特殊通过过程的运行时间，以及一次操作的运行时间长度；根据设置的温度传感器和常规传感器值条件值，停止特殊通风过程的运行。3.5氨气处理过程的运行程序设计氨气处理过程主要是清洁鸡舍内的空气，此过程的运行程序设计：设置氨气检测点的时间范围；处理过程中检测点的数量；以及设置每个检测点测定氨气浓度所需要的时间。3.6喂食过程的运行程序设计喂食过程的运行程序设计：用户可以根据需要设置哪个饲槽处于喂食状态；设定每日鸡群需要的食物量；以及设置鸡群采食的时间长度；4、结束语鸡舍气候环境是一个多变量、多耦合、非线性、大滞后的动态系统，系统设计是通过传感器实现对鸡舍内外环境参数以及鸡群生长信息的采集，通过对数据进行分析处理，并根据相关控制逻辑判断，针对相应的外部控制设备进行控制，以实现对鸡舍环境的自动调节，为鸡群提供最佳的生长环境。控制逻辑部分通过对环境因子之间的相互关系，以及设备之间的结合和冲突关系，我们采用了智能的控制逻辑算法，避免了设备之间的冲突，为鸡群提供了良好的生长发育，根据鸡群不同的生长阶段，执行不同的操作，以提高养殖管理的效率、增强鸡群疾病预防能力，达到高产、安全、无公害的目的，进一步使得鸡舍的管理向着更加智能的方向发展。参考文献：[1]段定然．密闭鸡舍的温湿环境控制[J]．中国家禽，20__，27(8)：29~31．[2]董泰丽,周东,李洪文,隋金芳.夏季鸡舍设计及降温管理[J].生产技术,20__,21(11)[3]黄炎坤,邢其银,孙霄远.鸡舍纵向通风改造的效果[J].家禽生态，20__,23(3):8-10[4]郑学坚.计算机在农业生物环境测控与管理中的应用[M].北京:清华大学出版社,1998.189[5]王永强.鸡舍内氨气的产生、危害、控制及检测方法[J].动物饲养,20__(4):11-12[6]张春胜,田萍,陈海枫.南方开放式鸡舍通风系统改造的探讨[J].养禽与禽病防治,20__(12):12-13[7]ColeGW．Theapplicationofcontrolsystemstheorytotheanalysisofventilatedanimalhousingenvironments[J]．TransoftheASAE，1980，23(2)：431-436．
[8]ProudfootFG，HulanHW．Interrelationshipamonglighting，ambienttemperature，anddietaryenergyandbroilerchickenperformance[J]．PoultryScience，1997，66：1744-1749．[1]基金项目：北京市科技计划项目（Z0005190040831）资助。作者简介：杨军，女1982，河北威县人，研究生，硕士，计算机在农业方面的应用。通信地址：100097北京市农业信息技术研究中心。
气候变化对水循环的影响范文篇10
关键词：气候变化；可持续发展
引言
在全球因二氧化碳不断增加而变暖的背景下，我国的气候也将随之发生变化。我国水资源系统对全球气候变化的承受能力十分脆弱1，2。气候灾害发生的频率和强度、生态环境、农业气候条件、沿岸地区基础设施等都与全球气候变化有着深刻关系。我国水资源丰富，淡水资源总量居世界第六位，但人均占有量较低，只相当于世界人均占有量的21%。目前我国水资源正面临着以下严峻挑战；①水资源供需矛盾突出；②洪涝灾害频发；③降水时空分布极为不均，水资源短缺；④水污染尚未得到有效控制；⑤水土流失严重。
一、气候变化对水资源的影响
1、气候变化在当今时代主要表现在气候变暖，而气候变暖将导致全球海平面上升，主要表现在各地冰川以及积雪区域因气温上升而不断融化。2007年IPCC的气候评估报告显示，在过去的50年，全球气温每十年升高0.13摄氏度，是以前一百年内每十年温度变化的两倍。
2、气候变暖将会导致海水面积扩张，陆地减少。陆地上冰的融化导致海平面的上升，海水会随着温度的升高导致海水面积扩张，陆地面积不断减少，加剧人地矛盾。
3、气候变化对全球范围降水都会产生深远影响。由于全球的不断升温使得水循环更加活跃，大气中的水容量也因此变多，发生极端暴雨的几率也在不断增加。
4、气候变化对全球水资源也同样有着深远影响。全球气候变化的不断加剧会与水资源之间产生微妙关系，随着全球气候的变暖，高纬度区域全年降水量会随之增加，中纬度的北部地区、南极、热带区域的冬季以及亚洲东部和南部的夏季降水量也会增加，而与之相对应的澳大利亚、美洲中部以及非洲的南部降水量会减少。
5、气候变化会导致全球部分地区旱灾加剧，缺水问题严重，加剧地区用水紧张。
二、气候变化对我国水资源的影响
1、20世纪的后50年，我国的年平均气温，除西南小小部分地区有所降低外，我国其余大部分地区都呈现出温度不断增高的趋势。尤其是在我国北方各河流域内更加明显。
2、20世纪以来，长江流域年降水量极端偏多、偏少的年份随时间分布较一致，但从20世纪80年代开始，长江流域内年降水量极端偏多和偏少的年份有着明显增多；与此同时，我国华北地区极端偏多和偏少的年份都在减少；而华南地区变化不大。
3、20世纪的后50年，我国平均干旱面积在不断增大，但干旱面积的变化在不同时间段有着明显区别。其中北方黄淮辽海流域的干旱年纪扩大明显；东南地区河流区域内干旱面积在不断减少，这种现象在20世纪90年代特别明显。在春冬季节，我国北方主要农业区以及缺水区域干旱面积在不断增加；从季节角度上来看，夏秋季干旱问题较严重，二春冬季节相对较轻。西北地区干旱面积变化不明显，与其当地降水变化趋势大致一致。而黄淮辽海河流域地区，土地干旱面积增长迅速。
4、20世纪后50年，我国南方各流域除6、7、8月份有所增加外，其余时间洪涝面积有所下降，这种现象在20世纪80年代以来表现尤为明显。而造成这种现象的原因在于我国南方地区夏季降水集中，夏季强降雨次数增多，从而导致更容易发生洪涝灾害。而在冬季，长江中下游及其以南地区降水量有着不断增多的趋势，从而导致长江中下游地区洪涝面积在不断扩大，这种扩大趋势在20世纪80年代末以来尤其明显。
5、在平均总云量方面，20世纪后50年以来我国各地都呈现明显减少的态势。尤其在70年代末以来。而总云量的减少主要集中在9、10、11、12这几个月。
6、在洪涝灾害方面，自20世纪80年代以来，由于我国的长江流域内降水量以及强降水频率的增加，极端降水占总降水比重的不断增加，洪涝灾害的发生次数也随之不断增加，尤其是在夏季。而90年代以来，长江上游地区的暴雨和极端降水在不断的提前发生，这加大了我国长江中下游地区发生洪涝灾害的机率，也使长江流域面临着更为严峻的防洪形势。
7、在干旱化变化趋势上，北方地区随着80年代以来温度的不断上升，干旱化趋势明显。西北地区东部、华北地区由于持续不断的增温，以及活动人类的影响，在70年代末由原先的湿润气候转向干旱，时至今日仍然处在不断干旱化过程中；东北地区当前也处在一个明显的干旱时期。华北地区的暖干趋势已经持续了将近30年。
结论：
气候变化必然会引起水循环的变化，而水循环的变化会直接影响我国各大流域水资源的供应和分布。我国地面气温自20世纪80年代以来就呈现出明显的变暖趋势，在东部地区主要表现出“北旱南涝”。而缺水的海河、黄河等地区却呈现出降水持续偏少的趋势。相反，在我国的长江中下游地区和东南沿海地区却呈现出降水不断增加的趋势。而强降水发生概率的增加，更突显出我国水资源在空间分布上的不均匀。一定程度上，这也加剧了我国北方地区水资源的供需矛盾，以及强降水的南方地区防洪抗灾的压力。
参考文献
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[3]任国玉.气候变化与中国水资源[M].北京：气象出版社，2007.
作者简介：
曾海三（1989-），男，汉族，江西省吉安市人，四川师范大学在读研究生，研究方向：土地利用与覆被变化。
气候变化对水循环的影响范文
土壤湿度是陆地水循环的关键环节，也是陆地和大气之间水汽和能量交换过程中的重要因子。长期以来，科学家们对土壤湿度在气候系统中的作用已经开展了大量的研究，但也存在一些尚未解决的问题;其主要原因，是土壤湿度观测资料极为缺乏。王国杰介绍说，近几年，国际水文与遥感学界致力于利用卫星遥感手段提取陆面土壤湿度，欧洲的科学家已经开发出了较为完善的微波辐射传输遥感模型，利用美国、欧洲、日本的极轨卫星资料，发展了最近30年的日分辨率的全球土壤湿度。但是在这其中，中国的遥感资料和产品并没有参与进来。意识到这一情况，王国杰不畏艰难，毅然决定利用中国气象局的风云三号气象卫星资料开展研究，参与到多国遥感合作项目中，扩大中国卫星产品的国际影响。
目前任教于南京信息工程大学地理与遥感学院的王国杰，2007年就获得中国科学院水文学博士，2011年获得荷兰阿姆斯特丹自由大学气象学博士，凭借深厚的专业积累和多学科背景，将工作着眼于土壤湿度产品的研发及其在气象预报和水文预报等领域的应用，致力于实现水文学与气象学的结合。每一个科研新项目都源自过往的积淀，对他来说更是如此，在多年的工作中，他脚踏实地、勤勤恳恳，用辛劳和汗水筑牢了科研的根基。
推动中国卫星产品参与国际合作
2013年，王国杰开始进行教育部国际合作项目“利用中国风云三号气象卫星遥感资料提取陆面土壤湿度”的研究。基于中国气象局风云三号气象卫星微波遥感资料，王国杰与荷兰合作方进行密切合作，采用合作研发的陆面参数遥感模型（LPRM）提取土壤湿度。LPRM模型是一个较为成熟的辐射传输遥感模型，在国际上有很高的知名度，已经被应用于多颗卫星资料来研发全球土壤湿度产品，包括SMMR、SSM/I、TRMM、AMSR-E、WindSat、AMSR-2等。利用成熟的土壤湿度反演技术和风云三号气象卫星微波亮温资料，王国杰已经研发了空间分辨率为25km、时间分辨率为12小时的全球土壤湿度产品，效果极优;并且基于WebGIS技术搭建了数据服务器，成立“信大遥感数据网”（http：//），供全球用户在线浏览、查询和下载土壤湿度数据。目前，这一产品已经用于国家自然科学基金委中德科学中心“中德合作组项目“水资源综合管理：模型模拟到适应措施”的工作之中。
王国杰介绍说，利用风云三号B星和最近发射的风云三号C星资料，可以把土壤湿度产品的时间分辨率提高到6小时;利用风云气象卫星多载荷融合技术，可以把土壤湿度产品的空间分辨率提高到1km。提高风云卫星土壤湿度产品的时、空分辨率，是王国杰研究工作的一个重要方向。
通过这一系列的工作，王国杰为后续的水文气象过程研究提供了高质量的基础数据。与此同时，他也与荷兰阿姆斯特丹自由大学、澳大利亚新南威尔士大学和美国NOAA的土壤湿度遥感团队建立了长期、紧密的学术联系，为今后的进一步研究奠定了基础。
揭秘东亚季风区降水机制
东亚季风区是我国人口最稠密、经济最发达的地区。在过去30年来，随着全球气温变暖，东亚季风区极端降水的频率和强度显著增加。极端降水所导致的洪涝灾害，对社会经济和人们生活产生了重要的影响。这使得人类对水资源的调控及洪水风险管理，对于大气降水尤其是极端降水的预报提出了更高的要求。然而，大气过程具有混沌特征，并且极端降水频率和强度增加，使得大气降水的可预报性降低。因此，在全球变暖的条件下，加强对我国东部季风区夏季降水的预报能力，是我国水文气象工作者迫在眉睫的任务。
众多研究表明，中国东部地区夏季土壤湿度对同期降水可能存在正反馈机制，但是尚无法厘清是直接反馈还是间接反馈。同时，东亚季风区春季土壤湿度对夏季大气降水的动力反馈，不仅会改变夏季风的强度，也可能改变其路径。因而，这种反馈机制对夏季降水的影响及其空间分布更加复杂。
近几年，陆面水文遥感技术快速发展，开始提供大尺度的土壤湿度观测资料。在对现有成果深入分析研究后，王国杰认为，以数值模拟手段研究土壤湿度对大气降水的反馈作用，不同数值模式输出的结果有很大分歧;而单纯采用数学手段则难以准确地分离出反馈信号并确定反馈机制。要厘清土壤湿度对大气降水的反馈机制，需要综合利用数值模拟和数据分析两种手段。
为了在这一领域获得突破，王国杰带领课题组成员开展了国家自然科学基金项目“东亚季风区土壤湿度对大气降水的反馈作用研究”。在这项工作中，王国杰潜心科研，着重解决关键科学和技术问题，瞄准土壤湿度遥感产品的交叉验证和优化处理，为该项研究提供高质量的数据基础。土壤湿度与大气降水之间存在双向的相互作用，相关分析等传统手段无法捕捉和量化土壤湿度对大气降水的影响。为了有效地分析反馈信号，王国杰采用反映统计因果关系的Grangercausality等方法分离土壤湿度和大气降水之间的相互作用，并试图提出新的数学方法以剔除外生变量如SST所导致的虚假信号。同时，王国杰领导的研究团队采用集合卡尔曼滤波等技术手段，把卫星遥感土壤湿度产品同化到WRF等数值模式中，进行陆面-大气相互作用的数值模拟。目前，这项研究还在进行中，王国杰说，项目进展非常顺利，东亚季风区土壤湿度相关研究初见成效。
同时，在手头工作量很重的情况下，王国杰不畏辛劳，与荷兰国际航天测量与地球科学学院、美国海洋与大气管理局开展合作，主持开展了国家自然科学基金重大研究计划项目“青藏高原春夏季土壤湿度热力效应及其对东亚夏季风和季风降水的影响”的研究。
青藏高原热力作用显著地影响东亚夏季风和季风降水。春夏季土壤湿度对高原热源有重要影响，但土壤湿度观测数据不足，学术界对土壤湿度的热力效应及其对东亚夏季风和季风降水的影响仍然缺乏研究。为此，王国杰带领团队利用高质量的土壤湿度遥感数据，综合利用诊断分析和数值模拟两种手段，研究青藏高原春夏季土壤湿度的热力效应，及其对东亚夏季风和季风降水的影响机制。
在这一过程中，王国杰将研究重点放在三个方面，集中优势资源优化现有多源卫星资料，建立全国最近20多年土壤湿度数据库。同时，他诊断分析青藏高原春夏季土壤湿度的热力效应，及其与东亚夏季风环流和季风降水的关系。除此之外，他以土壤湿度遥感数据驱动区域气候模式进行敏感性实验，揭示土壤湿度异常通过热力效应影响东亚夏季风和季风降水的具体过程和物理机制。
探索土壤湿度与气候变化之间关系的奥秘
气候变化对人类社会和生态系统带来的最直接和最重要的影响，是导致地表水资源短缺;而地表水资源短缺，尤其是土壤水分缺乏，又会通过反馈机制作用于大气过程，放大变暖的信号。那么，在我国东部地区，气候变化和地表土壤湿度之间有什么样的具体联系呢？2015年底，王国杰受国家自然科学基金国际合作项目资助，与加拿大谢布克大学合作开展“我国东部地区土壤湿度卫星反演及其对气候变化的响应机制研究”，共同研究我国东部地区土壤湿度对气候变化的响应机制。
王国杰认为，要认识土壤湿度对气候变化的响应机制，需要从水平衡原理入手。地表土壤湿度，取决于大气降水和蒸散发的差值;大气降水的变化易于研究，而陆地蒸散发是陆地水循环中最大的不确定项，受太阳辐射、风速、气温等诸多因素的影响，难以厘清并量化它们之间的复杂关系。因而，这是一个比较艰巨的任务。经过大量的文献调研，王国杰发现，“基于传统水量平衡原理计算过的干旱指数，并不能够准确反映气候变化对地表水资源及水循环的影响;只有采用大尺度土壤湿度观测资料开展研究，才能更加准确描述气候变化对我国东部地区水资源的影响，探明陆地-大气界面水循环对气候变化的响应机制”。
那大尺度的土壤湿度观测资料又来源于何处呢？
基于近十年来，国际卫星遥感反演手段的快速发展，为获取大尺度长序列的土壤湿度数据提供了可行途径。王国杰很有信心：“可能当前土壤水分卫星遥感技术并不尽完美，但可以为我们提供一个独立于气象观测的地表土壤湿度数据集，这种客观的数据是极其重要的”，利用卫星遥感技术建立土壤湿度数据库，并对其进行详细分析，可以量化气候变化对地表水循环的影响。
可是，问题又来了！是不是拟采用的卫星反演手段就一定能准确测定土壤湿度呢？
在查阅大量文献后，王国杰发现并非如此。每颗卫星的原始观测资料，都有自己的优势和缺陷;不同的土壤湿度反演算法同样如此。因此，采用多卫星、多传感器联合反演手段，可以整合各种卫星数据和各种反演算法的优点，提高土壤湿度的反演精度。另外，基于单颗卫星资料反演土壤湿度，其时间序列较短;采用多卫星资料融合，可以延长土壤湿度时间序列，更有利于分析气候变化对土壤湿度的影响。通过国家自然科学基金委中-加合作项目，可以充分利用双方团队的科研和技术优势，开发高质量的土壤湿度产品。王国杰领导的研究团队，擅长利用微波遥感技术反演土壤湿度产品。加拿大团队则擅长采用合成孔径雷达反演土壤湿度，尤其擅长利用L波段开发高植被覆盖地区的土壤湿度产品。
王国杰介绍说，欧美国家近年斥巨资研发专门卫星以探测土壤湿度。2010年，欧洲空间局（ESA）耗资3.15亿欧元，发射了“土壤湿度和海水盐度”（SMOS）卫星;2015年，美国NASA耗资9.16亿美元，发射了“土壤水分主被动探测”卫星（SMAP）。我国目前尚没有土壤湿度专门卫星。基于中国自主知识产权的风云卫星资料研发自主知识产权的土壤湿度和植被光学深度数据，可以满足并保障国家重大需求，也可促进我国卫星资料的深化利用，参与在该领域内的国际竞争。加强国际合作与交流，并可借鉴和吸收SMAP和SMOS的优秀研究成果，为发展我国遥感反演土壤数据集提供技术支持和参考。
勇于发现，开拓创新。在梳理科研工作中面临的诸多问题后，王国杰及合作团队决定利用卫星反演高质量的土壤湿度资料，从地表水平衡原理及水循环动力机制出发，重新厘定中国东部地区土壤湿度对气候变化的响应机制。
气候变化对水循环的影响范文篇12
【关键词】干旱全球变暖水利
2010年云南遭遇百年一遇的特大旱灾，干旱范围之广、历时之长、程度之深、损失之大均为云南省历史少有。云南、贵州、广西、重庆、四川等地的干旱，开始于2009年末，至2010年3月仍在持续。云南大部、贵州西部和广西西北部已达特大干旱等级，其中云南旱情尤为严重。
1.干旱发生的原因及解决方法
干旱是目前最复杂而且又是被人们了解最少的自然灾害，它对人类所造成的影响要远远超过其他的自然灾害。我国季风气候明显，逐年间季风的不稳定性和境内由于地形，山脉等因素造成的水热分布不均匀导致了我国干旱的频繁发生。
1.1气候因素气候变化（主要是温度和降水变化）不仅引起自然状态下水资源量的变化，而且影响水循环中各个环节的变化。气候变化的重大影响之一就是对水循环和水管理系统的影响。全球尺度蒸发量，降水量，极端强降雨日数和强降雨量等都有一定程度的增加，对区域乃至全球尺度的水循环产生重要的影响。
1.2人类活动人类活动将加速大气环流和水文循环过程，将引起水资源量和空间上的分布变化，导致水资源短缺的问题更加突出，水环境生态问题会进一步恶化，而且严重洪涝和大范围干旱等极端天气灾害的发生频率和量级也可能进一步提高。水循环是全球变化四大主题（水、碳、食物、健康）中的核心问题。由于我国高经济发展速度和高人口数量，人类活动对环境的扰动尤为突出，导致我国正面临世界上最为严重的水资源短缺及安全问题，已成为对我国经济与社会可持续发展的严重障碍。所以在发展经济的同时，一定要注意人水和谐的理念。
1.3节水设备不完善现阶段限制节水灌溉发展的问题是计算设施欠缺，管理手段陈旧；节水灌溉工程设备没有形成规范化与标准化，没有监督检测部门来规范其生产；节水灌溉技术发展缓慢，满足不了生产的需要。
1.4节水的主要原理一是减少蒸发蒸腾量，即减少生理需水，特别是每天11:00～18:00可节水5毫米；二是可减少稻田渗透量，减少无效耗水，节水1～2毫米的水。
1.5解决方法加大工程设施建设力度；优化水利设施与农艺措施的组合；建立完善的蓄水回灌体系，拦蓄天然降水，增加地表水资源，涵养地下水资源；加强灌水设备和量化设备的研制与开发；加强作物需水规律和灌溉制度的研究。
2.发展方向和趋势
2.1分布式水文模型目前对于分布式水文模型尚有争议，在应用上也存在许多困难，模型的不确定性、尺度转换问题以及空间分布信息的局限性等都还存在许多疑问。但是经过30多年的发展，分布式水文模型已经凸显出许多集总式水文模型所不具备的优势，随着对水文过程的进一步认识和理解，分布式水文模型也将在疑问中不断完善，从而可以为干旱评估提供更为准确的气象水文资料，为干旱的准确评估和预测预报奠定坚实的基础条件。
2.2遥感通过遥感技术可以获得大面积的土壤、植被、地质、地貌、地形、水文和气象等观测信息，也可以测定估算蒸散发，土壤含水量和可能成为降雨的云中水汽含量，这为分布式水文模型建模提供了详细的下垫面信息，在进行大面积的干旱监测方面具有明显优势。