环境化学课后习题“怎样了解人类活动对地球环境系统的影响”

环境化学课后习题“怎样了解人类活动对地球环境系统的影响”

人类活动对地球环境影响”的研究
20世纪以来，人类社会处于迅速发展的新时期，各方面的活动对地球环境产生了极其深刻的影响。科学家必须回答：人类赖以生存的地球环境未来将发生什么变化？这些变化对人类社会将产生什么影响？人类应当采取什么对策以适应环境的变化？人类是否可能通过调整自身的行为，包括改变生活方式、合理地组织生产活动和发展保护环境的新技术，以减少对环境的不利影响？没有对这些问题的研究和科学预测，人类社会在行将到来的重大环境问题面前将束手无策，处于困境。因此———
预测人类影响下未来全球环境的变化是一个关系到人类社会可持续发展的科学难题
这一科学问题的难点首先在于，地球环境本身是一个十分庞大的巨系统，它的变化是地球系统各组成部分相互作用的结果，是地球系统的整体行为。对整体地球的认识需要积累长期可靠的观测数据。直到20世纪60年代，空间遥感技术的发展才提供了从整体上来了解地球环境的可能。但是，迄今为止，人类积累的这些观测数据的年代还较短，其观测的精度还不能满足需要。同时，迄今空间技术和信息科学的水平还不能为人类提供全球环境变化的完备信息和处理能力。
其难点之二是，地球环境是一个高度复杂的非线性系统。系统的各个组成部分有着各不相同的空间和时间特征，在不同的时间和空间尺度上的变化速率和强度都不一样，但是为了维持一个相对稳定的地球系统，必然存在着各组成成分之间和组成部分内部的不同时间和空间尺度上的多重耦合和多重适应过程。迄今，对这一类过程的认识甚少，且尚无成熟的数学工具来描写和处理它们。
同时，地球系统各组成部分的相互作用，是通过物理、化学和生物三大基本过程及它们之间的相互作用来实现的。这三大基本过程具有各自不同的性质，它们的研究方法也不相同，显然传统的研究方法无法处理复杂的相互作用过程。如何把这些不同性质的过程放置在一个系统中，用一类合适的数学工具来描写这三大过程及其相互作用，是一项十分艰难的工作。
问题的难点更在于，人类活动正在越来越深刻地干预上述自然过程，使它们变得更复杂。由此而产生的人与环境的相互作用过程，是更高层次上的非线性过程，它需社会科学和自然科学的结合。长期以来，这两大基本科学尚无认真结合的经验和方法，需要开辟这类问题研究的科学途径。
面对日益严峻的环境问题，科学家在20世纪70年代就开始了人对地球环境影响的研究，进行着从整体上了解地球环境变化的探索
第一，建立和发展由空间遥感和地面（海面）观测站网组成的完整的全球监测系统
在1958年国际地球物理年的基础上，20世纪70年代开始的全球大气研究计划、国际宁静太阳年、国际生物计划、人和生物圈计划、国际水文计划和国际海洋探测十年等一系列以大规模观测为主要内容的国际计划，是地球环境监测的前期工作。90年代又开始了全球气候观测系统、全球海洋系统和全球陆地生态观测系统的设计和筹建工作。这些既各自独立又彼此连接的观测系统，由空间遥感监测系统、地面监测系统和信息系统组成，旨在实现对整个地球环境的长期、立体、动态和高分辨的监测，为认识地球环境的整体行为，预测其未来变化提供观测依据。
第二，形成和发展地球系统和地球系统科学的新概念
人类面临的环境问题往往不只是涉及到地球的某一部分，而是同某些部分，甚至整个地球的各部分有联系，从而引导人们逐步开始对地球各部分之间关系的探索。最初从两两关系的研究着手，例如，海洋—大气相互作用的研究20世纪80年代有了突飞猛进的发展。近年来，海岸带海陆相互作用的研究也有了很大的发展。通过这些研究，在认识地球各部分之间的联系上有了新的进步，为逐步建立地球系统变化的整体观打下了一定的基础。80年代中期，形成了地球系统的概念，提出地球系统科学这一新兴的前沿科学领域。所谓地球系统科学，就是研究地球系统运行机制、变化规律和控制其变化机理的科学。它的目的就是为全球环境变化预测提供科学基础。
第三，探索地球系统模式的建立和进行全球和区域环境可预测能力的研究
面对日益严重的全球环境问题，本世纪逐步实现客观定量的环境预测。20世纪80年代以来，利用不断发展的空间遥感技术和地面观测系统，积累了大量的地球环境信息。在迅速发展的计算机和信息技术的支持下，正在探索建立复杂的包括大气、海洋、陆地和生物圈的地球系统的数值模式，以建立定量和客观的环境预测工具。
第四，探索和发展新一代环境工程学
随着对全球环境问题研究的不断深入，针对某些有明确结论的重大环境问题，采取科学对策，并发展新一代环境工程学是又一重要的探索。南极臭氧洞成因的科学学说，获得了1996年度的诺贝尔化学奖，并形成了全球一致的限制氟化物排放的国际公约，发展了相应的无氟制冷技术。通过上述协议和公约的实施，到2050年，平流层臭氧含量减少的趋势将明显变慢。这是一个典型的全球性环境工程。它说明，人类是可以通过调整自身的行为，减少对环境的不良影响的。
第五，组建了以全球环境变化预测为目标的三大国际研究计划
为进一步加强人与环境的相互作用的研究，1996年开始建立称之为国际全球变化的人文学研究计划。它以研究人类在全球环境变化中的作用及环境对人类社会的影响为主要内容，目标是提出人类社会和全球环境协调发展的战略。这些重大的国际合作计划的实施和发展正在为解决全球环境变化预测的科学难题提供重要的观测和实验研究的基础。充分应用这些重要科学成果，探索全球环境变化中最基本的科学难题，即地球系统中三大相互作用过程：地球系统各组成成分的相互作用，物理、化学和生物过程的相互作用以及人与环境的相互作用，建立多重耦合和适应过程的理论和模式，将是探索这一科学难题的可能途径。

任务占坑