1、环境变化对世界的影响
人类活动（主要是矿石燃料的燃烧）正在导致大气中温室气体浓度不断升高，而温室
气体浓度的升高则会改变大气中的辐射平衡并使大气温度上升。人类活动引起的土地利用
及土地覆盖的变化正在加速这一进程。以下事实将充分他说明这一点。
新近资料表明， 1861一1997年的137年间，全球地表年均温度上升幅度
约为0．6℃，其中，最暖的记录年份全都出现在20世纪90年代。在过去千年里，20
世纪后半叶（1978年一1999年）为高温期， 20世纪90年代为最暖的10年，
1998年为最暖的1年，且20世纪的变暖与千年尺度的变冷趋势相反。这种升温是与
大气中的二氧化碳浓度升高同步的。90年代后期大气中CO2浓度已较工业化之前（大
约以1750年一1800年为准）上升了80ppmv，增加了三分之一有余。
依据温室气体和气溶胶变化综合作用的研究，我们可以肯定，温度，降雨和其它气候
条件将在区域和全球尺度上发生变化，这将进一步导致全球土壤湿度的变化。全球范围内
海平面的上升。极端气候条件的出现等。
目前，国际学术界比较一致的认识是：假使CO2和其它痕量气体的人为排放速度维
持当今水平，那么到2100年，全球年平均温度将上升1℃一3．5℃，海平面将上升15
cm——95cm，全球降水的时空分布将与现况迥然不同。
全球变化将会对生态系统、“人类健康、社会经济各部门的影响。这些影响与人类日
益增长的资源需求、不可持续的管理方式以丑环境污染结合在一起，共同构成了严重影响
人类可持续发展的丙类威胁或压力。
这两类威胁或压力在世界的不同区域以不同的方式相互作用，严重削弱了环境系统供
给重要产品和服务的能力。这些对社会和经济的健康发展来说所必需的产品和服务指的是
足够的食物、清洁的空气和淡水、能源、安全的住所。较低的疾病发生率和较高的就业机
会等。世界上不同的国家或区域对上述变化的承受力有所差异，因而有些国家（或区域）
遭受的损失可能大些，有些国家（或区域）可能小些，有些国家（或区域）甚至可从中获
利，这就会造成国家或区域间的利益冲突。
全球气候变化对中国的影响研究已有若干成果，但大多是定性的。不可预测的，现在
急切需要更多的综合性影响研究。对中国影响的自然方面在可预见的未来，全球变化将：
（1）造成冰川退缩以及淡水供应短缺；（2）造成海平面上升，而这将会威胁到我国沿
海地区的生态系统和生产与生活；（3）造成中国北方森林类型发生变化，以及造成中国
草原和可耕地的变迁。
全球气候变化对水文和淡水资源的影响，主要体现在淡水供给的减少上。由于水的需
求相对集中在春、夏两季，所以暖冬会影响到水的平衡。据研究，到2050年，中国主
要的高山冰雪区冰雪累积量将大为减少。此外，中国北方地区的径流对气候的变化非常敏
感。在这种情况下，要达到水的供需平衡，就必须提高水的利用率。
全球变化造成的海平面上升将会加剧三角洲地区业已存在的因地质结构和人为因素所
导致的地面下沉。长江三角洲一带的海水倒灌已成为我国学者和决策者所关注的焦点问题
之一。
我国大部分区域地处亚洲的温带。北方森林类型及其演替的变化首先表现在森林结构
的变化上，其变化的本质和程度与淡水的丰沛与否及使用效率密切相关。温带草场温度的
升降和降水的多寡将会直接影到生长季节的起讫与长短，且将造成草地。森林和灌木林的
边界迁移。模拟研究表明，CO2浓度倍增时，中国北方森林的面积缩小。生产率降低，
相伴而生的是草地和灌木林的扩展。
以上所提到的诸多方面，无一不是复杂的。综合性的研究课题。
对中国影响的社会方面
虽然全球变化将会对我国的自然生态系统带来显著的影响，但更令人忧虑的是因环境
变化所引发的社会影响。原因在于：自然环境的变化必然导致我国的社会经济体系进行相
应的调整，以适应这些变化的环境条件。例如，气候格局的变迁将会引发人口的重新分布，
形成环境变化诱导下的人口迁移。当然，这需要一段较长的时间。及端气候条件的出现则
会加剧各才自然灾害（如洪涝和干旱）的发生，并造成国民经济的巨大损失。一个大家记
忆犹新的例证是1998年的中国大洪灾。这次洪灾的直接原因是气候异常，雨水过大，但更
深层次的原因显然与全求气候条件的变化及我国局部地区生态系统的严重破坏不无关系。
在此，我们就当今两个值得关注的重大环境问题加以讨论与分析。
一个就是三峡问题
三峡建成以后是否会影响到长江的径流量，似乎还可争议。但可以预计的是，三峡的
库容调节与拟议中的南水北调工程将调出长江10%的流量，势必影响到长江下游河水的流
速。如考虑到海面上升问题，这两个效应叠加起来势必会使长江三角洲的海水倒灌较今日
为烈。同样的问题，黄河有没有，珠江有没有，这都需要十分慎重地考虑。
另一个就是中国西部的开发问题
我国西部的发展受到水资源的限制。西部地区的水资源可开发量有多大，西北地区绿
洲的灌溉是靠常年雪山融水和降水补给的。如果全球温度升高，融雪将加速，在今后20
一30年就有可能导致融雪量增加，短期内对现存绿洲带来正面效应。但从长远来看，冰
川消耗过快，会引发新的不平衡，即高山冰川物质平衡和融雪量的长远供给平衡。因此，
已知的水资源资料难以作为我国发展战略西移的科学研究依据，必须考虑未来气候变化情
景下对西部地区水平衡的影响。当然，开发地下水是一条途径，但地下水是多少万年来的
积累，怎可一朝用尽！同样的问题也发生在华北地区，那里的井越打越深，地下水超度开
采，今后又何以为继？
与此相关的一个问题是：中国发展的重点放在哪一个区域？回答这个问题要从全局观
察，不可偏废，要从各区域的自然资源和自然条件现状及其发展态势出发。比如，战略西
移，如何移？又移到什么程度，这要视西部地区的资源量及人口与环境承载量而讨论。
以上论述的核心或实质是可持续发展问题。它们有力他说明了我国经济发展。重大决
策与利害得失的评估必须在综合考虑全球变化与可持续发展的前提下进行。需要指出的是，
在评估操作上有一个难题，即尺度问题。上述讨论涉及到三重空间尺空，即全球。区域和
局地尺度。一般他讲，评估研究应先在全球尺度上进行，在此背景下然后再依次在区域。
局地尺度上展开。在实际操作过程中，这种评估方式可行性比较差，因为无论是从人力上，
还是时间上都不允许。现实的办法只能从局地的工作开始，当然一定要先有一个对全球问
题的估计，在此基础上对区域的问题作预测，然后再讨论局地的问题。虽然这个顺序不那
么合乎逻辑，但是在操作上是可行的。
与全球变化相关的环境问题
全球环境变化背景下我国国家安全面临的挑战问题。可能成为21世纪世界上各类政
治力量较量的一个界面。布伦特兰报告中写道：“……环境问题在许多地方业已成为影响
安全的一个最重要的因素……”。一些科学家提出的安全问题的“非常规”威胁，指的正
是这类问题，即除了直接具有军事性质的威胁之外，威胁国家安全的因素更可能来自经济
领域。文化和意识形态领域以及资源和环境领域。如经济全球化带来的金融安全问题。文
化和意识形态的差异所导致的文化入侵和人权观念的对抗。全球环境变化所引发的资源和
环境问题上的摩擦以及国内居民收入和分配不平等加剧所导致的社会阶层的两极分化等等，
无不构成了对国家安全的威胁。如果把对国家领土和主权造成威胁的军事对抗看作是“常
规”威胁，那么，来自政治、经济和环境等诸方面的威胁就可看作是“非常规”威胁。
由全球变化引发的环境和资源问题在某些方面给国家利益造成的重大威胁和严直损害，
一方面来自全球环境变化大背景下。我国与发达国家之间以及与周边国家之间存在的利益
冲突，另一方面是来自国内因资源和环境问题引发的地区间冲突。更为严重的是，这类隐
患往往具有隐蔽性和积累性，使其造成的冲突具有突发性。当某些环境要素逐渐出现变化
时，常常并不立即出现明显的后果，甚至当这些变化开始构成对国家利益的威胁时仍不为
人所察觉，但一旦形成损害和冲突，往往又使人措手不及。
为此，我们建议把国内从事与“全球变化”有关的自然科学界。社会科学界和政府部
门的研究力量联合起来，建立一个对“非常规”威胁因素进行监测。分析和预警的信息网，
并进行有关研究，为国家处理与此有关的国际、国内事务提供基础资料、背景分析、决策
依据和政治储备。
2、天然气水合物勘探开发的环境效应
一、天然气水合物与全球碳循环和温室效应
天然气水合物对全球碳循环和气候变化具有双重作用：一是水合物中甲烷气直接或通过化学和生物化学以CO2的形式间接释放进入大气；二是低碳的甲烷可替代多碳化石燃料而降低人为温室气体的排放。天然气水合物在自然界中极不稳定，温压条件的微小变化就会引起其分解或生成。在路易斯安那州海外水深500m以下拍摄到天然气水合物小丘和丘群，通过对1992年和1993年录像的对比辨识出一个小丘的消失和另一个小丘的新生。在小丘周围连续释放的气流含69.6%的CH4，6.3%的C2H6，1.7%的C3H8，11.4%的N2，8%的CO2及微量丁烷、戊烷和氧气。在沉积层中，有机质和CO2在细菌作用下可生成大量甲烷，深成作用亦可使地质历史时期埋藏的有机质转化成天然气，在适宜的温压条件下就可形成天然气水合物。相反，天然气水合物在温度增高或压力降低的条件下就会分解，向大气释放甲烷。由于天然气水合物蕴藏量极大，其甲烷的吞吐量也极大；因此，天然气水合物是地圈浅部一个不稳定的碳库，是全球碳循环中的一个重要环节，在岩石圈与水圈、大气圈的碳循环中起到了重要作用。
甲烷是一种重要的温室气体，因而天然气水合物释放或吸收甲烷对全球气候可产生重大的影响。虽然目前大气中甲烷的体积浓度仅为CO2浓度的1/200，但其全球变暖潜力指数（GWP）按摩尔数是CO2的3.7倍，按质量是CO2的10倍。在1980～1990年期间，甲烷对温室效应的贡献占12%，而甲烷和其他痕量温室气体的总贡献占43%，仅略低于CO2的贡献（57%）。从工业革命前到现在，大气中CO2的浓度提高了25%（由体积含量280×10-6提高至350×10-6），而甲烷浓度则翻了一番（由0.8×10-6提高到1.7×10-6），平均年增长率为0.9%。说明甲烷浓度提高得更快，因此它对温室效应的相对贡献今后还会增大。
甲烷是一种活动性强的温室气体，它对全球气体变暖的影响比相当量的二氧化碳大20倍。更新世时期，全球气候变化（海退）引起海陆环境中天然气水合物释放出大量甲烷，这些甲烷气体也反过来引起全球气候变化。全球变暖，冰川及冰盖融化，引起海平面上升；海平面上升造成水下静水压力增大，增大了天然气水合物的稳定性，而水温的上升又起到相反的作用。对多数陆缘海底天然气水合物来说，水深均大于300～500m，海平面的升降及海底水温变化都对天然气水合物产生影响。上述变化也因天然气水合物赋存区所处纬度不同，天然气水合物的稳定与不稳定变化关系有所差别。有人测算，在过去1万年，极地陆架表面气温升高了10℃或更多，温度升高的影响超过了海平面升高的影响，造成了大量甲烷释出，年均达5.6×109m3，相当于所有大气甲烷来源供给量的1%。又如，对英国大陆架面积约60×104km2海域的测量表明，每年逸出而进入大气的甲烷量达12×104t～3.5×106t，占整个英国甲烷排入量的2%～4%。因此，对广泛分布有海底天然气水合物的海区来说，这种排放情况更突出，成为开发利用天然气水合物工作需要先行监测研究的重要课题。
二、天然气水合物与全球气候变化的关系
天然气水合物既是一种未来能源的巨大载体，又是气候变化的重要因子。已有研究成果表明，大气圈中甲烷的含量在近20万年里与地球的温度是紧密耦合的（图1-10），但其中的原因和作用机制尚未弄清。人们猜测，全球性的温度增高可能是由于大量的天然气水合物的失稳作用造成的后果。事实上，仅仅融化1m3水合物就可释放高达160～200m3的甲烷，其中部分肯定进入大气。反过来，低层大气变暖将加热海洋，引发更多水合物分解和大气变暖这种恶性循环。
图1-10 过去20万年内温度、二氧化碳和甲烷变化的南极Vostock冰核记录
亚洲东岸鄂霍次克海大约相当于北海和波罗的海的总面积，冰层通常一年中有7个月覆盖着鄂霍次克海，从海底天然气水合物矿藏中不断有甲烷逸散形成羽状物。俄罗斯考察队1991年探测得冰层之下水中的甲烷浓度是65mL/L，第二年夏季冰融之时，该指标仅为0.13mL/L，其余部分显然已逃逸到大气之中。这次测定结果清楚表明，海洋下面的甲烷水合物是大气甲烷的重要来源。
水合物在海平面升降情况下的演化轨迹
在变化着的水深条件下，、流体静压力将对应于海平面变化而变化。水合物的稳定性取决于以下两个因素：①海平面上升或下降的量值；②海底温度的变化对海底沉积物温度改变影响的快速程度。一个初始的深度一般有一个低的温度基值，因此上覆水压高而且水温低正是产生大量水合物的条件。在浅水中，当水深浅、压力减小时，温度基值也会上升，这样水合物的稳定性将低于最低的稳定条件。因此，在那种初始深度浅、又有相当高的水温基值的条件下也许不可能有水合物的产生。
随水深增加和水温降低时，水合物的稳定条件在图1-11（a）和图1-11（b）中分别给出，图1-11（a）表明，水合物的相路在海平面从点A开始下降。相路的终止点是在B点还是B′或B″取决于海平面下降的程度。海平面下降较小时将使水合物稳定曲线上的压力保持不变，因此相路在点B处结束，然而海平面下降幅度较大时，将使相路越过水合物稳定曲线到达点B′，并且作为天然气/水的混合物，水合物将在点B″终止。反过来，如图1-11（b）所示，假如海平面上升幅度很小，并保持在原始点A，（气/水混合物）相路图将在点B处终止（如图1-11（b））；大规模的海平面上升时，相路图越过B′（如图1-11（b）），可达到水合物的生成条件，并在点B″结束演化历史（B″点代表的是水合物，而不是气/水混合物）。
海平面的上升与下降周期可产生3个相循环（如图1-11（c）并且分别由A，B，C标出）。因为存在对沉积物的热传导，对沉积物温度的调整过程存在时间上的延迟。任何一个循环相路绕反时针方向均从位置1开始，这意味着随着较慢的温度响应，将有滞后现象发生。在环形A中（图1-11（c）），海平面的升降越过了水合物稳定曲线，因此是一个从气/水混合物—水合物，然后又回到气/水混合物的过程。这个过程发生在海平面首次上升（位置1到位置2），然后沉积物温度降低（位置2到位置3），接着海平面下降（位置2到位置4），随着沉积温度最终上升（位置4到位置1）。在环形的B和C中，水合物被保存（环形B），气/水混合物也一直存在（环形C）。
许多学者讨论了天然气水合物对全球气候变化的反馈，这种反馈在极地与中低纬度地区不同。在间冰期，全球变暖，冰川和冰盖融化，永久冻土带地层中的天然气水合物由于温度升高和压力降低而不稳定，释放甲烷，产生温室效应，对全球变暖产生正反馈。同时，在中低纬度的陆缘海，一方面海水温度上升可使天然气水合物不稳定，另一方面由于海平面上升，海底静水压力增大，又使天然气水合物的稳定性增高。由于海水的热容量大，底层海水的升温不会很显著，静水压力的影响可能占主导地位，故总的效应可能是使天然气水合物的稳定性增高，对全球变暖产生负反馈。在冰期上述过程均可反向进行。Kvervolden（1988）认为，现代全球变暖过程中极地天然气水合物的正反馈起着主导作用，这一过程每年释放甲烷估计为3×1012g，即全球大气中甲烷增量的1%。一般认为，冰期由米兰科维奇轨道力引起，但这一机理虽可解释冰期旋回的宽缓变化，却不能解释冰期的突然中止。Paull等（1996）用陆缘海中天然气水合物对冰期的负反馈来解释冰期的中止，但这也不能解释这种中止的突发性。研究认为，只要温度稍一变暖，极地天然气水合物的正反馈就可加速这一过程，使冰期突然结束；但这一效应会导致甲烷从天然气水合物中的无控制释放，以及随之而来的全球无控制变暖；这种现象实际上并未观察到。所以，冰期的突然中止仍然是个谜。
图1-11 水合物在海平面升降条件下的演化轨迹示意
许多研究人员认为，某个较大区域发生爆发性甲烷释放能在短期内使气候发生急剧变化。加利福尼亚大学圣巴巴拉分校海洋地理学家James P.Kennett提出了假设，认为在大约1.5×104a前的最近一次冰河期，灾难性的甲烷释放可能在仅仅几十年内触发温度显著上升。
研究人员还发现天然气水合物释放甲烷影响全球气候变化的更古老的迹象，大约5500×104a前古新世末期影响全球气候的化石证据表明，该时期海洋和陆地的温度都急剧上升，在世界范围形成一次温度异常（LPTM=Late Paleocene Thermal Maximum——晚古新世温度峰值），许多生活于海底沉积物上的单细胞有机物物种都灭绝了。微生物的碳同位素成为解释温度迅速升高原因的关键。这次十分著名的全球范围温度异常，如同在此期间全球的碳同位素变化所显示的那样，是伴随着海洋天然气水合物矿藏中甲烷的一次极其强烈的释放而产生的。
对于天然气水合物与全球变化的关系，迫切需要深入并定量地研究其在全球碳循环中的作用，以及对全球变暖、变冷及相应的海平面变化的反馈。如上所述，这种反馈的方向和强度可能随纬度而变化，还可能随气候进程而变化；揭示其规律将对认识全球变化、尤其是冰期与间冰期交替的原因具有重要意义。为了研究天然气水合物对碳循环和温室效应的总贡献，需要在实验和模拟基础上对产生反馈的机理进行研究，对不同环境和条件下天然气水合物对甲烷的释放或吸收量、被释放的甲烷经过水层后未被溶解或氧化而到达大气的量进行较准确的估计，从而定量地估计在给定气候变化下全球天然气水合物释放或吸收甲烷的总量，即中低纬度陆缘海中两种相反效应及极地的正反馈效应之总和。
三、天然气水合物的地质灾害因素
科学界普遍认为，天然气水合物终将成为人类未来的极具潜力的洁净的能源资源。研究同时表明，沉积物中的天然气水合物在所处周围环境条件由于种种原因发生变化时，温度-压力平衡会遭到破坏，导致天然气水合物发生解体和逃逸，有可能造成地质灾害，或对全球气候变化产生影响。失稳现象的发生与天然气水合物赋存环境条件的变化呈复杂的互动关系。天然气水合物的稳定性是由压力、温度和气体的组合状况来确定的。在典型的水体温度变化过程中，一个纯甲烷水合物的稳定界限温度在大约5℃和压力50Pa（相当于约500m水深）情况下开始。在混合了另外气体，特别是硫化氢的情况下，稳定范围就会显著扩大。在同样温度条件下，向甲烷和二氧化碳混合水合物中加入约20%的硫化氢组分，会使压力降低大约10Pa，或者说，在保持相同压力情况下，可提高几乎2℃。具有各种各样组分的天然气水合物相应地会在各不相同的温度-压力范围里形成。此外，孔隙水的组成和可利用性、气体饱和状态、寄居岩石可能的催化特性，以及孔隙度和持续稳定性等问题，对于沉积物的稳定性范围也具有重要意义。
海底地质灾害是天然气水合物资源开发研究的重要内容。天然气水合物与海底滑坡有关早在20世纪70年代就认识到了。美国大西洋大陆边缘填绘出近200个滑坡，被认为是海平面下降，围压降低，甲烷气体从分解的天然气水合物中游离出来，造成边坡不稳定而引起的。同时，该海域多数滑坡均分布在天然气水合物分布区内或其附近也说明了这一点。在其他海域的海台塌陷也与天然气水合物有关（如西南非洲陆坡和海台、挪威陆缘、波弗特海陆缘、里海、北巴拿马陆架和加拿大纽芬兰）。在晚更新世海退期间，海平面下降约100m，造成对海底的压力降低了1000kPa，总压力的降低引起天然气水合物底部的分解，释放出过量的甲烷和水，造成边坡的不稳定性，并产生灾难性后果。研究表明，存在两种不同的机制引发亚马孙海底滑坡：①海平面快速下降，使天然气水合物失稳，上覆沉积物滑移；②安第斯山冰消作用以及其后亚马孙河沉积物冲入大陆坡，由于超负荷引起海底滑坡。依据冰心中观察到的大气甲烷含量的变化，前一种解释似乎更为合理。海底滑坡的触发因素可能是一次小地震，或者河流带来的一批洪积物，甚至是一次大风暴潮。一旦滑坡起动，水合物层之下的游离气就会沿裂隙上升，原来处于亚稳定状态的水合物也将分解释放甲烷气体。研究表明，绝大多数大型滑坡与天然气水合物失稳，或者说与崩塌物质在水合物之上“滑翔”有关（图1-12）。1929年，发生在加拿大纽芬兰的海底滑坡造成27人死亡和巨大经济损失；1979年，法国海岸发生的海底滑坡引起的海啸使11人丧生。因此，在开发利用海底天然气水合物时应充分考虑并研究海底地质灾害，设计可行的技术方案。
图1-12 海洋水合物环境效应的综合示意图
在海洋堆积物里，天然气水合物形成时能够在孔隙中产生一种胶结作用，致使大陆斜坡带处于明显较为稳定的状态。由于压力和温度条件发生变化而引发天然气水合物释放时，首先会导致大陆斜坡带较多部位产生失稳现象，在那里会形成巨大的滑塌块体滑入深海，并使深海生态环境遭受灾难性的后果。
根据先前对海底的探测结果，科学家解释说，0.8×104a前位于挪威大陆边缘总量大约5600m3的沉积物从大陆坡上缘向挪威海盆滑动了800km，巨量的泥土推开海水引起的海啸造成毁灭性的后果，可怕的浪涛突然间吞没了海岸线。科学家猜测，这个极为著名的Storrega海底山崩事件，大概是由于天然气水合物释放而形成的世界著名的最大滑塌体之一。
1998年夏，莫斯科谢尔索沃夫（Shirshov）海洋学研究所的俄罗斯研究人员在挪威西岸外发现了不稳定的水合物矿床。他们认为，海底断层产生的柱状物和水合物的自然分解均能向大气中缓慢地释放甲烷，但这一过程有时更具爆发性。挪威特罗姆瑟大学的Jurgen Mienert领导的国际小组最近发现在巴伦支海海底（正好在挪威东北端外）有许多类似弹坑的巨大凹陷，最大坑宽700m，深300m，这种大小不等的“弹坑”密布于甲烷水合物矿床的附近，清楚表明发生过灾难性甲烷爆发。断层和其他结构证据表明，它们可能发生于最近一次冰河期的末期。这种爆发可能遵循用来解释Storrega山崩原因的理论：变暖的海洋使水合物变得不稳定，当达到某一临界点时就像火山一样爆发了。
由于水合物中含有超出自生体积一百倍以上的气体，若遇断裂等构造作用，引起水合物在瞬间爆炸般分解，可形成密度为0.1kg/m气/水混合物，并在海面上形成强大的水动力流、涡流和气旋，轮船、飞机、海上钻井设施遭遇这种环境会迅速沉到海底。科学家认识到，天然气水合物的脆弱性对井位的选择、钻探和下套管的方案具有重要的影响，天然气水合物处于失稳状态也会对海底的管道、电缆等工程设施及施工造成威胁，甚至造成可怕的后果。
根据天然气水合物稳定的温压条件分析，其至少在始新世末就已存在，当时海洋冷水圈（水温＜10℃）已形成。在此以前，晚白垩世及古新世的底层海水温度估计为7～10℃，在较深水部位也可能形成较薄的天然气水合物层。在适宜的条件下形成的天然气水合物充填于沉积物层的空隙中，起到阻碍沉积物固结和矿物胶结的作用。当压力降低或温度升高时，天然气水合物稳定深度降低，水合物层的底部变得不稳定，释放出远大于水合物体积的甲烷，形成一个充气层，降低了沉积物的强度，导致大范围的滑坡。在渐新世以前不存在大的冰盖，在出现较长时间的低水面时天然气水合物的不稳定化可能成为海底滑坡及浅层构造变动的一级动因。在早始新世末（49.5Ma）及渐新世中期（30Ma）有两次海平面下降事件发生，都伴随有大型滑坡。经对新泽西州陆缘的地震剖面分析表明在早第三纪发生了4次大滑塌，都对应于主要低水面期。更新世冰期时海平面下降约100m，陆架和陆坡的静水压力降低约1000kPa，使天然气水合物的稳定深度下降约20m。这可能是当时在世界范围内普遍发生陆缘滑坡的原因。天然气水合物与海底滑坡的可能联系在世界各地都有报道，重新研究陆缘的地震剖面和地层数据，分析在天然气水合物稳定深度内的浅层构造现象，将可能找到更多地质历史中存在天然气水合物的证据。
3、全球变暖所引起的问题，地理角度。越详越好
对气候的影响
将更多的二氧化碳等温室气体排放到大气中所造成的危害，谁也无法确切地说明将来会有多严重？科学家正在估算气候变化所带来的危害。按目前的技术水平计算，2004年才能阐明大气中二氧化碳形成和消解的机理，这样就能发现温室效应是如何产生的。2006年才能准确的预知因地球升温而造成的海平面上升。然而真正理解这一切要到2050年。显然，科学家和政治家都不会等到进一步的结果出来才采取防治措施，现在的观察和研究成果应该都让公众了解，才不至于使人们不得不在50年后自咽苦果。
温室效应自地球形成以来，它就一直在起作用。如果没有温室效应，地球表面就会寒冷无比，温度就会降到零下20℃，海洋就会结冰，生命就不会形成。因此，我们面临的不是有没有温室效应的问题，而是人类通过燃烧化石燃料把大量温室气体排入大气层，致使温室效应与地球气候发生急剧变化的问题。
温室效应会产生什么样的影响呢？由于矿物燃料的燃烧和大量森林的砍伐，致使地球大气中的二氧化碳浓度增加，由于二氧化碳等气体的温室效应，在过去100年里，全球地面平均温度大约已升高了0.3—0.6℃，到2030年估计将再升高1—3℃。
当全世界的平均温度升高1℃，巨大的变化就会产生：海平面会上升，山区冰川会后退，积雪区会缩小。由于全球气温升高，就会导致不均衡的降水，一些地区降水增加，而另一些地区降水减少。如西非的萨赫勒地区从1965年以后干旱化严重；我国华北地区从1965 年起，降水连年减少，与50年代相比，现在华北地区的降水已减少了1/3，水资源减少了1/2；我国每年因干旱受灾的面积约4亿亩，正常年份全国灌区每年缺水300亿立方米，城市缺水60亿立方米。 当全世界的平均温度升高3℃,人类也已经无力挽回了，全球将会粮食吃紧。 由于气温升高，在过去100年中全球海平面每年以1——2毫米的速度在上升，预计到2050年海平面将继续上升30—50厘米，这将淹没沿海大量低洼土地；此外，由于气候变化导致旱涝、低温等气候灾害加剧，造成了全世界每年约数百亿以上美元的经济损失。
冰川融化
近年来，人们对从巴塔哥尼亚到瑞士的阿尔卑斯山地区的冰川因为“温室”气体的排放和普遍认为的温室效应而融化的情况进行了观察。在南亚地区，问题并不是冰川是否在融化，而是融化的速度有多快？虽然全球变暖的许多不良影响可能要到21世纪末才会变得非常严重，但是尼泊尔、印度、巴基斯坦、中国和不丹等地的冰川融水可能很快就会给人们造成麻烦。
国际冰雪委员会（ICSI）的一份研究报告指出：“喜玛拉雅地区冰川后退的速度比世界其它任何都要快。如果目前的融化速度继续下去，这些冰川在2035年之前消失的可能性非常之大”。国际冰雪委员会负责人塞义德·哈斯内恩说：“即使冰川融水在60至100年的时间里干涸，这一生态灾难的影响范围之广也将是令人震惊的。”
位于恒河流域的喜玛拉雅山东部地区冰川融化的情况最为严重，那些分布在“世界屋脊”上的从不丹到克什米尔地区的冰川退缩的速度最快。以长达3英里的巴尔纳克冰川为例，这座冰川是4000万——5000万年前印度次大陆与亚洲大陆发生碰撞而形成的许多冰川之一，自1990年以来，它已经后退了半英里。在经过了1997年严寒的亚北极区冬季之后，科学家们曾经预计这条冰川会有所扩展，但是它在1998年夏天反而进一步后退了。
疾病肆虐
哈佛大学新病和复发病研究所的保罗．受泼斯坦注意到，植物也随雪线而移动，全世界山峰上的植物都在上移。随着山峦顶峰的变暖，海拔较高处的环境也越来越有利于蚊子和它们所携带的疟原虫子这样的微生物生存。
西尼罗病毒、疟疾、黄热病等热带传染病自1987年以来在美国的佛罗里达、密西西比、德克萨斯、亚利桑那、加利福尼亚和科罗拉多等地相继爆发，一再证实了专家们关于气候变暖，一些热带疾病将向较冷的地区传播的科学推断。
新冰河期
关于全球变暖的另一项研究结果更令人吃惊，由北极冰原融化，降雨量增加，以及风的类型的不断改变，大量淡水正汇入北大西洋，对墨西哥湾暖流造成破坏，从而切断北大西洋暖流。正是这些暖流把温暖的表层水从加勒比海带到欧州西北部，并使欧洲形成温暖的气候。而北大西洋暖流一旦因全球变暖被切断后，欧洲西北部温度可能会下降5－8℃之多，欧洲可能面临一次新的冰河时代！
这项研究是位于阿伯丁的苏格兰海洋实验所分析了设在兰群岛海域到法罗群岛海域之间自1893年以来的1.7万多次海水盐度测量结果得出的。在过去的每20年中，流向南部的深层海水盐度变得越来越小，浓度越来越低，这表明有更多的淡水从大西洋北部汇入了该地区。这些新数据第一次充分证明了德国科学家在大约3年前设计的计算机模型。
大气中的二氧化碳的含量急剧升高，而世界人口将在2050年之前达到100亿。“我们的世界正在朝着由人造设施来代替现有免费自然资源的方向发展”，明尼苏达大学的戴维·蒂尔曼说。但是，我们还没有掌握自然生态系统的有关知识。在2.45亿年前的二叠纪大灭绝中，96%的物种灭亡了。后来随着许多新物种的出现，地球上终于恢复了丰富的种群，但是这个过程足足经历了一亿年。威尔逊说：“一些人认为，自然界会复兴人类所毁灭的一切” 。谚语云：“只要有足够的时间，万物皆可应运而生。”或许自然界真的能够恢复一切，但这个漫长的过程对于现代人类无论如何是没有意义的。
马克·吐温曾经说过，天气最动人的特质就在于它的变化多端。1个多世纪过去了，我们仍然在为准确预报天气情况而努力，在控制气候方面却收效甚微；然而，对环境的破坏却是史无前例的。
生态
首先，全球气候变暖导致海平面上升，降水重新分布，改变了当前的世界气候格局；其次，全球气候变暖影响和破坏了生物链、食物链，带来更为严重的自然恶果。例如，有一种候鸟，每年从澳大利亚飞到我国东北过夏天，但由于全球气候变暖使我国东北气温升高，夏天延长，这种鸟离开东北的时间相应变迟，再次回到东北的时间也相应延后。结果导致这种候鸟所吃的一种害虫泛滥成灾，毁坏了大片森林。另外，有关环境的极端事件增加，比如干旱、洪水等。
政治
限制二氧化碳的排放量就等于是限制了对能源的消耗，必将对世界各国产生制约性的影响。应在发展中国家“减排”，还是在发达国家“减排”成为各国讨论的焦点问题。发展中国家的温室气体排放量不断增加，2013年后的“减排”问题必然会集中在发展中国家。有关阻止全球气候变暖的科学问题必然引发“南北关系”问题，从而使气候问题成为一个国际性政治问题。
气候
全球气候变暖使大陆地区，尤其是中高纬度地区降水增加，非洲等一些地区降水减少。有些地区极端天气气候事件（厄尔尼诺、干旱、洪涝、雷暴、冰雹、风暴、高温天气和沙尘暴等）出现的频率与强度增加。
海洋
随着全球气温的上升，海洋中蒸发的水蒸气量大幅度提高，加剧了变暖现象。而海洋总体热容量的减小又可抑制全球气候变暖。另外，由于海洋向大气层中释放了过量的二氧化碳，因而真正的罪魁祸首是海洋中的浮游生物群落。
农作物
全球气候变暖对农作物生长的影响有利有弊。其一，全球气温变化直接影响全球的水循环，使某些地区出现旱灾或洪灾，导致农作物减产，且温度过高也不利于种子生长。其二，降水量增加尤其在干旱地区会积极促进农作物生长。全球气候变暖伴随的二氧化碳含量升高也会促进农作物的光合作用，从而提高产量。
4、人类活动对本轮气候变暖的有哪些影响？
人类在生产和生活过程中有意识或无意识地对气候产生的影响，包括改变大气成分和水汽含量，向大气释放热量，以及改变下垫面的物理特性和生物学特性等所产生的气候效果。
20世纪30年代以来，人们就开始注意人类活动对局部地区气候的影响，以后逐渐注意其对全球气候的影响。而人类活动对大范围以至全球气候的影响虽仍缺少定量数据，但人类活动能直接或间接地影响气候则是肯定无疑的。人类活动能力仍在不断增长，研究人类活动对气候的影响，是越来越迫切的重要科学问题。
人类活动对大气成分的影响 工业生产和人类生活消耗的燃料，农作物残梗、森林和草原的焚烧，以及过度放牧和盲目开荒等，使大量二氧化碳等气体和气溶胶倾入大气，导致大气组成的不断变化。
气溶胶 每年进入大气的气溶胶，大约有十几亿吨到二十亿吨。由于气溶胶的沉降速度较小，可聚集在环绕源地约1000公里的范围内达数天之久，影响着大气的辐射过程。但其气候效果尚未弄清。早期的研究比较强调气溶胶的散射作用，认为气溶胶增多使太阳辐射返回太空的部分加大，造成地球降温。20世纪60年代的研究，发现还要考虑地面反射率的作用,当地面反射率大时,气溶胶的增加可能使地面的反射率变小,使地-气系统的温度升高，例如雪面（反射率大）上空的烟尘会使雪面增温，而水面（反射率小）上空的烟尘可使水面降温。
二氧化碳 大气中的二氧化碳对太阳辐射的可见光部分几乎是透明的，而对地面射出的长波辐射的某些波段,尤其是15微米附近的波谱区却有很强的吸收能力(见大气窗区)。这就减少了地面的热量耗散,使低层大气和地面增温(见温室效应)。随着化石燃料（石油、煤、天然气）使用的不断增加，大气中的二氧化碳含量也不断增加（见图），这种增温效应将越来越强烈。根据对未来能源使用的估计，用各种模式计算的结果，到2000年,二氧化碳含量可能增加25％,温度可升高0.5～2°C。若二氧化碳含量增加一倍，则全球平均增温可能达0.5～3°C，且北纬50°以北的大气低层，增温的幅度还要大些，极区则很可能是上述数字的 3倍。虽然这些模式中未充分考虑大气的反馈作用，但大气中二氧化碳含量的增加而导致的增温效应，是确信无疑的。
二氧化碳主要靠植物和海洋来吸收。在一定的光和水的条件下，二氧化碳含量的增加，可促使植物的光合作用加强，从而调整大气中的二氧化碳含量。海洋里二氧化碳含量约为大气的60倍，海洋吸收二氧化碳的能力对大气中二氧化碳的含量也有一定的影响（见海水二氧化碳系统）。所以，对今后大气中二氧化碳增加的趋势尚需进行更多的分析才能得到更确切的估计。
人类活动向大气释放热量 人类在生产和生活过程中向大气释放废热，城镇约占释放总量的 2/3。虽然释放的热量同地面对太阳辐射的净收入相比，所占份额很小，但此热量将随着人口和生产的增长而增加，因此它对气候的影响仍值得注意。
人类改变下垫面 几千年来，人们不断地改变着下垫面的状况,影响了地球表面的水、热条件和反射率,从而影响气候。如果在半干旱地区过度放牧、对森林和草原的过度采伐和开垦等，将引起水土流失,土壤沙化,导致局地气候恶化。地面的反射率和水分循环的改变，还可能影响大区域的气候。当下垫面改变的范围很大，如达到100万平方公里时,其后果更不容忽视。此外，水汽、四氯化碳、甲烷、氮氧化物等痕量气体以及平流层污染对气候的影响，都是值得注意的（见大气化学、大气臭氧层）。
为了保护人类生活的环境，减少人类活动对气候的不利影响，人们已开始注意自然生态系统的平衡问题。如有计划地增加森林覆盖面积,进行城市绿化的建设,建立自然保护区，以及在农业上采用免耕法以保持土壤水分等。由于人类对气候的影响日益增长，可能出现一时尚未发现的一些不可逆转的恶化，将严重影响人类的生活，因此必须进一步研究人类活动同气候变化的关系。
参考书目
R.E.Munn,L.Machta,Human Activities that Affect Climate， Proceedings of the World Climate Conference，WMO-No.537，pp.170～209，1979.
5、气候形成因素有哪些
气候的形成主要是由于热量的变化而引起的，因而对于气候的形成因素，主要存在以下三个方面：
一、辐射因素
太阳辐射是地面和大气热能的源泉，地面热量收支差额是影响气候形成的重要原因。对于整个地球而言，地面热量的收支差额为零，但对于不同地区，地面所接受的热量存在差异，因而会对气候的形成产生影响。同时，地面吸收热量后，与大气不断进行热量交换，热量平衡过程中的各分量对于气候形成也有重要影响。
二、地理因素
地理因素对气候形成的影响表现在地理维度、海陆分布、地形和洋流上，而地理因素对气候形成的影响归根到底还是可以归结到辐射因素上。地理维度不同，所接受到的热量不同，引起不同的气候；由于海洋和大陆具有不同的热力学特性，如容积热容量、导热率等海洋与陆地显著不同，因而海洋和大陆在气候上差异很大，比较而言，大陆上的日较差和年较差比海洋大。温度的年较差是区分大陆性气候和海洋性气候的重要指标，并且，夏季大陆是热源，冬季海洋是热源，热源有利于低压系统的形成和加强，而冷源有利于高压系统的形成和加强，海陆的分布使行星风带分为若干个高低压活动中心，这些高低压活动中心对于气候形成有重要影响，此外，海陆分布的不同也影响天气的变化；地势对气候形成的影响在于，海拔高，太阳直接辐射增强，散射辐射降低，温度降低，湿度减小，而不同的地形也对气候影响不同，高原对气候的影响十分明显；而洋流对气候的影响也是因热量而成，海洋是地球表面热量的重要贮藏。
三、环流因素
包括大气环流和天气系统。
6、人类哪些行为会导致气候变暖
人类在生产和生活过程中有意识或无意识地对气候产生的影响,包括改变大气成分和水汽含量,向大气释放热量,以及改变下垫面的物理特性和生物学特性等所产生的气候效果.
20世纪30年代以来,人们就开始注意人类活动对局部地区气候的影响,以后逐渐注意其对全球气候的影响.而人类活动对大范围以至全球气候的影响虽仍缺少定量数据,但人类活动能直接或间接地影响气候则是肯定无疑的.人类活动能力仍在不断增长,研究人类活动对气候的影响,是越来越迫切的重要科学问题.
人类活动对大气成分的影响 工业生产和人类生活消耗的燃料,农作物残梗、森林和草原的焚烧,以及过度放牧和盲目开荒等,使大量二氧化碳等气体和气溶胶倾入大气,导致大气组成的不断变化.
气溶胶 每年进入大气的气溶胶,大约有十几亿吨到二十亿吨.由于气溶胶的沉降速度较小,可聚集在环绕源地约1000公里的范围内达数天之久,影响着大气的辐射过程.但其气候效果尚未弄清.早期的研究比较强调气溶胶的散射作用,认为气溶胶增多使太阳辐射返回太空的部分加大,造成地球降温.20世纪60年代的研究,发现还要考虑地面反射率的作用,当地面反射率大时,气溶胶的增加可能使地面的反射率变小,使地-气系统的温度升高,例如雪面（反射率大）上空的烟尘会使雪面增温,而水面（反射率小）上空的烟尘可使水面降温.
二氧化碳 大气中的二氧化碳对太阳辐射的可见光部分几乎是透明的,而对地面射出的长波辐射的某些波段,尤其是15微米附近的波谱区却有很强的吸收能力(见大气窗区).这就减少了地面的热量耗散,使低层大气和地面增温(见温室效应).随着化石燃料（石油、煤、天然气）使用的不断增加,大气中的二氧化碳含量也不断增加（见图）,这种增温效应将越来越强烈.根据对未来能源使用的估计,用各种模式计算的结果,到2000年,二氧化碳含量可能增加25％,温度可升高0.2°C.若二氧化碳含量增加一倍,则全球平均增温可能达0.3°C,且北纬50°以北的大气低层,增温的幅度还要大些,极区则很可能是上述数字的 3倍.虽然这些模式中未充分考虑大气的反馈作用,但大气中二氧化碳含量的增加而导致的增温效应,是确信无疑的.
二氧化碳主要靠植物和海洋来吸收.在一定的光和水的条件下,二氧化碳含量的增加,可促使植物的光合作用加强,从而调整大气中的二氧化碳含量.海洋里二氧化碳含量约为大气的60倍,海洋吸收二氧化碳的能力对大气中二氧化碳的含量也有一定的影响（见海水二氧化碳系统）.所以,对今后大气中二氧化碳增加的趋势尚需进行更多的分析才能得到更确切的估计.
人类活动向大气释放热量 人类在生产和生活过程中向大气释放废热,城镇约占释放总量的 2/3.虽然释放的热量同地面对太阳辐射的净收入相比,所占份额很小,但此热量将随着人口和生产的增长而增加,因此它对气候的影响仍值得注意.
人类改变下垫面 几千年来,人们不断地改变着下垫面的状况,影响了地球表面的水、热条件和反射率,从而影响气候.如果在半干旱地区过度放牧、对森林和草原的过度采伐和开垦等,将引起水土流失,土壤沙化,导致局地气候恶化.地面的反射率和水分循环的改变,还可能影响大区域的气候.当下垫面改变的范围很大,如达到100万平方公里时,其后果更不容忽视.此外,水汽、四氯化碳、甲烷、氮氧化物等痕量气体以及平流层污染对气候的影响,都是值得注意的（见大气化学、大气臭氧层）.
为了保护人类生活的环境,减少人类活动对气候的不利影响,人们已开始注意自然生态系统的平衡问题.如有计划地增加森林覆盖面积,进行城市绿化的建设,建立自然保护区,以及在农业上采用免耕法以保持土壤水分等.由于人类对气候的影响日益增长,可能出现一时尚未发现的一些不可逆转的恶化,将严重影响人类的生活,因此必须进一步研究人类活动同气候变化的关系.
7、据说温室气体会导致保温效果，但是大气层如果温室气体增加,虽然会保温,但是反射阳光到宇宙的能力也增加？
“温室效应”与“全球变暖”的含义曾经是等同的。现在两者的含义却有了很大的不同。温室效应是一个中性词，指的是大气层中时刻存在的一种自然现象，而全球变暖则是指一种有可能避免的大气环境问题，是一种生态破坏。温室效应，又称“花房效应”，是大气保温效应的俗称。大气中的二氧化碳浓度增加，阻止地球热量的散失，使地球发生可感觉到的气温升高，这就是有名的“温室效应”。破坏大气层与地面间红外线辐射正常关系，吸收地球释放出来的红外线辐射，就像“温室”一样，促使地球气温升高的气体称为“温室气体”。二氧化碳是数量最多的温室气体，约占大气总容量的0.03%，许多其它痕量气体也会产生温室效应，其中有的温室效应比二氧化碳还强。全球变暖是由于大气层中二氧化碳等温室气体急剧增加，大量吸收地面红外线长波辐射，进而使温室效应增强造成的。二氧化碳大量增加的原因是，其一，人们大量燃烧矿物燃料（煤、石油、天然气等）排放大量温室气体；其二，滥伐森林，使森林吸收二氧化碳的能力减弱。由于这些温室气体对来自太阳辐射的可见光具有高度的透过性，而对地球反射出来的长波辐射具有高度的吸收性，最终导致了全球气候变暖。大气层中总是有二氧化碳等温室气体的（至少来自于生物的呼吸作用），因此温室效应总是存在的，但全球变暖是由于大气中含有过多的温室气体，它们来自于人类活动，这个排放量在很大程度上是可以控制的，因此全球变暖是可以得到控制的。
8、温室效应是什么
温室效应知识
什么是温室效应
温室有两个特点：温度较室外高，不散热。生活中我们可以见到的玻璃育花房和蔬菜大棚就是典型的温室。使用玻璃或透明塑料薄膜来做温室，是让太阳光能够直接照射进温室，加热室内空气，而玻璃或透明塑料薄膜又可以不让室内的热空气向外散发，使室内的温度保持高于外界的状态，以提供有利于植物快速生长的条件。
温室效应是怎么来的
温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气，这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的。
二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能。它在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩，使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散，其结果是地球表面变热起来。因此，二氧化碳也被称为温室气体。
人类活动和大自然还排放其他温室气体，它们是氯氟烃、甲烷、低空臭氧和氮氧化物气体等。
温室效应有什么危害
由环境污染引起的温室效应是指地球表面变热的现象。
它会带来下列几种严重恶果：
1．地球上的病虫害增加；2．海平面上升；3．气候反常，海洋风暴增多；4．土地干旱，沙漠化面积增大。科学家预测：如果地球表面温度的升高按现在的速度继续发展，到2050年，全球温度将上升2—4摄氏度，南北极地冰山将大幅度融化，导致海平面大大上升，一些岛屿国家和沿海城市将可能淹于水中，其中包括几个著名的国际大城市，如纽约、东京和悉尼等。
怎样减少温室效应
为减少大气中过多的二氧化碳，一方面需要人们尽量节约用电（因为发电烧煤），少开汽车；地球上可以吸收大量二氧化碳的是海洋中的浮游生物和陆地上的森林，尤其是热带雨林。所以，另一方面我们要保护好森林和海洋，比如不乱砍滥伐森林，不让海洋受到污染以保护浮游生物的生存。我们还可以通过植树造林，减少使用一次性方便木筷，节约纸张（造纸用木材），不践踏草坪等行动来保护绿色植物，使它们多吸收二氧化碳来帮助减缓温室效应。
9、全球气候变暖、“温室效应”增强会产生下列哪些问题?
“温室效应”与“全球变暖”的含义曾经是等同的。现在两者的含义却有了很大的不同。温室效应是一个中性词，指的是大气层中时刻存在的一种自然现象，而全球变暖则是指一种有可能避免的大气环境问题，是一种生态破坏。
温室效应，又称“花房效应”，是大气保温效应的俗称。大气中的二氧化碳浓度增加，阻止地球热量的散失，使地球发生可感觉到的气温升高，这就是有名的“温室效应”。破坏大气层与地面间红外线辐射正常关系，吸收地球释放出来的红外线辐射，就像“温室”一样，促使地球气温升高的气体称为“温室气体”。二氧化碳是数量最多的温室气体，约占大气总容量的0.03%，许多其它痕量气体也会产生温室效应，其中有的温室效应比二氧化碳还强。
全球变暖是由于大气层中二氧化碳等温室气体急剧增加，大量吸收地面红外线长波辐射，进而使温室效应增强造成的。二氧化碳大量增加的原因是，其一，人们大量燃烧矿物燃料（煤、石油、天然气等）排放大量温室气体；其二，滥伐森林，使森林吸收二氧化碳的能力减弱。由于这些温室气体对来自太阳辐射的可见光具有高度的透过性，而对地球反射出来的长波辐射具有高度的吸收性，最终导致了全球气候变暖。
大气层中总是有二氧化碳等温室气体的（至少来自于生物的呼吸作用），因此温室效应总是存在的，但全球变暖是由于大气中含有过多的温室气体，它们来自于人类活动，这个排放量在很大程度上是可以控制的，因此全球变暖是可以得到控制的。