鲁教版 (2019)选择性必修3 资源、环境与国家安全第一节 碳排放与环境安全课堂教学ppt课件

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一、自然界的碳循环与温室效应1.碳循环(1)概念:碳元素不断地在大气圈、水圈、岩石圈以及生物圈之间进行转移和交换,构成了自然界的碳循环。(2)过程:
2.温室效应(1)概念:近地面大气中的二氧化碳和水汽等吸收地面长波辐射,并通过大气逆辐射将热量返还给地面。(2)作用:维持地球表面的温度。(3)变化:人类活动引起的温室气体含量的变化会影响地球的温室效应,导致地球表面温度等发生相应的变化。思考感悟碳循环具有什么意义?提示碳循环的意义表现为:①满足植物光合作用的需要,维持生命活动的正常进行;②使大气中二氧化碳的含量保持在某一相对稳定的水平,保证地表温度不致于过高或过低。
二、碳排放对环境的影响1.碳排放原因(1)大量燃烧化石燃料:工业革命以来,人口和经济规模的增长消耗了大量的煤、石油、天然气等化石燃料,它们通过燃烧向大气中排放二氧化碳,使大气中的二氧化碳含量逐年增加。(2)植被破坏:在城市化、工业化进程中,人类对森林、草原等的大规模破坏,导致植物对大气中二氧化碳的吸收和贮存减少。(3)地表水域减少:二氧化碳的吸收、溶解条件受到干扰。
2.影响破坏了自然界中原有的碳循环和碳平衡,增强了大气的温室效应,加剧了全球气候变暖,深刻地影响着全球的环境安全。(1)全球气候变暖对许多地区的生态系统产生了严重的、不可逆转的破坏。(2)
(3)高温、干旱、强降水等极端天气频发,气象灾害加剧。(4)加快或者扰乱人体的新陈代谢;改变某些疾病传染媒介的活动范围,改变病原菌的滋生环境,威胁人类健康。视野拓展全球气候变暖并不是百害而无一利全球气候变暖使高纬度地区气温上升,农作物生长的热量条件得到改善,产量增加。思考感悟印度洋上被称为“人间天堂”的马尔代夫的国民都在忧心其未来能去哪儿,你知道其中的原因吗?提示随着全球气候变暖的加剧,海平面不断上升,岛国马尔代夫在不久的将来可能会被海水淹没,从而使马尔代夫国民失去家园。
1.判断正误(1)碳是地球上生命赖以存在的物质基础。(　　)(2)大气中的二氧化碳通过呼吸作用固定在生物体内。(　　)(3)人类活动对自然界的碳循环不产生影响。(　　)(4)人类对植被大规模破坏会导致植物对大气中二氧化碳的吸收和贮存减少。(　　)(5)全球气候变暖会威胁人类健康。(　　)答案(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√
2.造成全球气候变暖的原因有(　　)①二氧化硫、二氧化氮过量排放　②二氧化碳过量排放　③水土流失　④酸雨　⑤化石燃料大量燃烧　⑥森林遭破坏A.①③④B.②⑤⑥C.④⑤⑥D.①②④解析全球气候变暖的原因是人类过量排放二氧化碳等温室气体导致温室效应加剧。二氧化碳浓度增加的途径大致有两个方面:一是人类燃烧化石燃料排放大量的二氧化碳,二是由于植被破坏、地表水域减少而使吸收的二氧化碳数量减少。答案B
3.全球气候变暖带来的影响有(　　)A.气象灾害减少B.南极冰川面积扩大C.全球温度带北移D.海平面上升解析全球气候变暖会导致冰川融化,海水温度升高,体积膨胀,引起海平面上升。答案D
自然界的碳循环与温室效应问题探究下图示意自然界的碳循环。
结合材料探究:(1)说出图中字母A、B、C、D分别代表的圈层。(2)说出碳元素参与自然界碳循环的主要形式及数码①②③表示的含义。(3)说出人类活动如何扰动了自然界碳循环。提示(1)水圈、大气圈、岩石圈、生物圈。(2)碳元素是通过二氧化碳参与自然界碳循环。①表示燃烧,②表示呼吸作用,③表示光合作用。(3)人类活动引起大气中二氧化碳含量的变化,从而扰动了自然界的碳循环。
关键能力1.图解自然界的碳循环
特别提示 碳库地球上最大的两个碳库是岩石圈和化石燃料,含碳量约占地球上碳总量的99.9%。这两个库中的碳活动缓慢,实际上起着贮存库的作用。地球上还有三个碳库:大气圈库、水圈库和生物库。这三个库中的碳在生物和无机环境之间迅速交换,容量小而活跃,实际上起着交换库的作用。
2.温室效应的产生大气中的温室气体就像一层厚厚的玻璃,使地球变成了一个大暖房。温室效应使地球保持相对稳定的气温,从而使生命繁衍生息,兴旺发达。但由于人类过多排放温室气体(如二氧化碳)引起的温室效应是指地球表面升温的现象(见下图)。
特别提示 温室气体≠二氧化碳温室气体指的是大气中能吸收地面长波辐射,并通过大气逆辐射将热量返还给地面的气体,如水汽、二氧化碳、大部分制冷剂等。它们的作用是使地球表面变得更暖,类似于温室截留太阳辐射,并加热温室内空气的作用。这种温室气体使地球变得更温暖的作用称为“温室效应”。水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)、氧化亚氮(N2O)、氟利昂、甲烷(CH4)等是地球大气中主要的温室气体。
典例剖析例1自然界中的碳处于不断的循环之中。下图为生态系统中的碳循环示意图。读图,完成下列各题。
(1)碳循环反映了自然地理环境的(　　)A.地域性B.差异性C.无序性D.整体性(2)人类影响大气二氧化碳含量的主要环节是(　　)A.①B.②C.③D.④
解析第(1)题,读图分析可知,碳在自然界中的循环将岩石圈、生物圈、大气圈及水圈有机联系在一起,使得各个圈层共同组成了地球的生态系统,从而体现了自然地理环境的整体性。第(2)题,读图可知,①为火山活动向大气中排放二氧化碳;②为人类活动通过燃烧化石燃料向大气中排放二氧化碳;③为有机物残体被分解,释放二氧化碳;④为植物呼吸作用释放二氧化碳。人类影响大气中二氧化碳含量的主要途径为燃烧化石燃料,综上,选B。答案(1)D　(2)B
碳排放对环境的影响问题探究2020年2月9日,巴西科学家在南极西摩岛上测得20.75 ℃的新高温纪录,这是有记录以来南极高温首次超过20 ℃。这意味着,本应该是世界上最冷的地方之一的南极,此时的气温甚至高过了中国很多的北方城市。除了南极,亚欧大陆北部的其他地方也遭到了“不正常的温暖”袭击。从挪威、瑞典、芬兰到俄罗斯,这些地区的平均气温均高于平均水平约6 ℃。结合材料探究:(1)说明大气中二氧化碳含量增多与“不正常的温暖”之间的关系。(2)说明大气中二氧化碳含量增多的人为原因。(3)南极地区出现“不正常的温暖”会产生什么样的影响?
提示(1)大气中二氧化碳含量增多,吸收地面长波辐射增多,通过大气逆辐射返还给地面的热量增多,保温作用增强,使大气的温度增加,是形成“不正常的温暖”的原因之一。(2)工业革命以来,煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧;城市化、工业化进程中,人类对森林、草原等的大规模破坏,使得植物对大气中二氧化碳的吸收和贮存减少;地表水域逐渐减少,二氧化碳的吸收、溶解条件受到干扰。(3)南极地区气温升高,会导致南极地区冰川融化,导致海平面上升。
关键能力1.碳排放增多的原因
2.全球气候变暖的影响(1)全球气候变暖与生态系统全球气候变暖—生态系统遭到破坏—脆弱物种可能灭绝,生物多样性减少(2)全球气候变暖对海洋的影响
(3)全球气候变暖与自然灾害
(4)全球气候变暖与人类健康
方法技巧歌诀法记忆全球气候变暖及其影响气候变暖生忧患,温室效应最相关。人类活动需反思,影响岂止大自然。变暖海面必上升,旱涝台风频出现。生态系统需调整,得不偿失是综观。人类健康受威胁,不只代谢被扰乱。传染媒介和滋生,范围、环境均改变。
知识拓展全球气候变暖与其他地理知识的联系大气:极端异常天气增多;温带夏季变长,冬季变短。洋流:风海流减弱。河流:流量短期增多,长期减少。地貌:海岸侵蚀加剧,三角洲后退;冻土(永冻土)变薄,冰川融化,雪线上升。植被:山地林线上升;自然带分布向高纬扩展。农业:作物分布向高纬扩展;春耕播种提前。交通:北极航道通航时间变长。自然灾害:洪涝、干旱、风暴潮加剧。
典例剖析例2下图示意某环境问题。据此完成下列各题。(1)引起该环境问题的人为原因有(　　)①气候的周期性波动　②全球森林面积减少　③人类大量使用化石燃料　④冰箱、空调的大量使用A.①②B.②③C.③④D.①④(2)该环境问题对地理环境产生的影响有(　　)A.全球火山地震进入频发期B.全球淡水资源总量会增加C.全球陆地面积会不断增大D.全球极端天气出现频率增加
素养立意本组题以北极熊生存空间变化的漫画为载体,据图判断环境问题进而分析问题产生的原因及影响,帮助理解碳排放与环境安全的知识,培养人地协调观。
解析第(1)题,图片反映的是全球气候变暖,导致极地冰川融化。引起该环境问题的原因是大气中二氧化碳含量增多,温室效应增强。气候的周期性波动属于自然原因,①错误;人类乱砍滥伐,导致全球森林面积减少,吸收、贮存的二氧化碳减少,使得大气中二氧化碳含量增多,②正确;人类大量使用化石燃料,向大气中排放大量的二氧化碳,③正确;冰箱、空调的大量使用,向大气中排放大量的氯氟烃,破坏臭氧层,导致臭氧层空洞,与全球气候变暖无关,④错误。综上,选B。
第(2)题,火山地震是内力作用导致的地球内部能量的释放,与全球气候变暖无关;全球气候变暖会导致冰川融化,使得地球上的固态淡水最终汇入大海或者蒸发,使全球淡水资源总量减少;全球气候变暖会导致冰川融化,海平面上升,淹没沿海低地,全球陆地面积会变小;全球气候变暖,会引起全球大气和水循环的异常,导致全球极端天气出现频率增加。答案(1)B　(2)D
(人地协调观)格达半岛位于俄罗斯西伯利亚西北部,这里地表冻土广布,广阔的苔原上栖息繁衍着成群的驯鹿,俄罗斯在这里设立了自然保护区。图甲为格达半岛位置示意图。随着气候的变化,近年来该地区地表陆续冒出了数千个“地下气囊”。这些“地下气囊”在地表鼓起,好像一个个小山丘。有些“地下气囊”爆炸后释放出甲烷和二氧化碳等气体,从而形成了巨大的甲烷坑洞(见图乙)。甲烷是有机质在隔氧环境下分解而成,是一种比二氧化碳更加活跃的温室气体,虽然在大气中数量较少,但其对长波辐射的吸收能力是二氧化碳的20余倍。图丙为冻土碳循环及甲烷形成过程示意图。
(1)简述格达半岛“地下气囊”的形成原因。(2)气候专家认为冻土消融将会加速全球气候变暖进程,请解释原因。(3)说明格达半岛大量出现的甲烷坑洞对驯鹿生存的影响。(4)有人提议建设天然气工厂收集土层中的甲烷,请提出反驳意见。
提示(1)格达半岛气温较低,土壤中有机质积累较多;地表多冻土,隔绝氧气,土壤中的有机质在缺氧条件下分解形成甲烷,并在冻土封闭环境下进行积累;全球气候变暖,永久冻土解冻,产生的甲烷显著增加,地表膨胀隆起。(2)冻土消融,大量甲烷从土层进入大气层;甲烷对地面长波辐射的吸收能力强,增强温室效应,使得冻土消融加快,更多甲烷进入大气。(3)大量甲烷坑洞的出现导致驯鹿栖息地面积减小,趋于碎片化,大量坑洞对驯鹿的迁徙觅食造成安全隐患;破坏苔原地表植被,减少驯鹿食物来源。(4)工厂建设会破坏驯鹿栖息地,侵占驯鹿自然保护区;苔原生态脆弱,工厂建设会导致生态失衡;当地人口稀少,基础设施不足,建设成本高;甲烷气体分散,采集成本高。
下图为地理环境中的碳循环示意图。读图,完成1~2题。1.与全球气候变暖关系最密切的是(　　)A.①④B.①②C.②③D.②④
2.此图可以说明(　　)A.绿色植物的平衡作用是碳循环的重要组成部分B.地理环境中的碳循环跨越圈层界限C.自然地理环境各要素是相互独立存在的D.自然环境中的物质和能量处在不断的循环之中
解析第1题,全球气候变暖与大气中二氧化碳等温室气体含量增多密切相关。工厂、汽车等燃烧化石燃料释放大量的二氧化碳(④),同时森林等植被减少,大大减弱了对二氧化碳的吸收(②),由此可判断图中②④环节与全球气候变暖关系最密切。第2题,图中的碳循环经过了岩石圈、生物圈、大气圈,地理环境中的碳循环往往跨越圈层界限。答案1.D　2.B
大气中二氧化碳含量增多导致全球气候变暖已成为全球关注的热点问题。下图为地球热量平衡示意图。读图,完成3~4题。
3.大气中二氧化碳含量增多,导致大气对地面保温作用增强。下列数码所示环节与大气保温作用直接相关的有(　　)A.①③B.①④ C.②③D.②④4.全球气候变暖会对粮食生产产生较大影响,其主要原因是(　　)A.作物的生长发育受到影响B.旱涝灾害减少C.某些物种灭绝D.土壤肥力下降解析第3题,大气中二氧化碳含量增加,会导致吸收的地面辐射(①)增强,进而大气逆辐射(③)增强,使大气的保温作用增强。第4题,全球气候变暖会导致气温升高,作物的生长发育受到影响,从而影响粮食产量。答案3.A　4.A
气温的变化过程证实了全球气候变暖的残酷事实。在全球普遍进入工业化的近100年来,地球平均地表气温升高了0.74 ℃。科学家对全球气候变暖可能产生的影响进行了推测,如下图所示。据此完成5~6题。
5.造成上述现象的主要原因不包括(　　)A.大量使用煤、石油B.森林特别是热带雨林被大量砍伐C.家庭广泛使用空调和电冰箱D.大量草场被破坏,草场沙化6.导致上述现象的气候变化可能引起的后果是(　　)A.高纬度地区比原来降水更少B.海平面下降C.温带地区粮食产量下降D.北温带耕作区向高纬延伸解析第5题,全球气候变暖主要是由燃烧化石燃料和破坏植被引起的。第6题,由于温度升高,北温带耕作区会向高纬延伸。答案5.C　6.D
7.阅读材料,完成下列各题。使全球气候逐步变暖的一个重要原因是人类在能源利用与森林砍伐过程中使大气中二氧化碳含量增加。甲图是在南极萨布尔基地冰穴测定的大气中二氧化碳体积分数的历史数据,乙图是地球上的碳循环示意图。