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气候资源利用本讲稿第一页，共四十二页一、气候与气候变化气候是指长时期内（月、季、年、数年、数十年和数百年等）天气的平均或统计状况，主要反映一个地区的冷、暖、干、湿等的平均状况以及极端状况。气候变化是指气候平均值和离差值两者中的一个或两者同时随时间出现了统计意义上的显著变化。本讲稿第二页，共四十二页气候变化的原因自然原因人为原因太阳活动、海陆变迁、火山活动等大量排放二氧化碳等温室气体土地开发、城市建设等本讲稿第三页，共四十二页1）极端气候事件趋强趋多。如：全球高温热浪、强风暴雨、暴雪、冰冻等气象灾害频繁发生。2）农牧业生产不稳定性增加。3）水资源部问题日益严峻。水质量下降，洪灾和旱灾的频度和强度增大。本讲稿第四页，共四十二页5）重大工程安全运行的风险加大。如：强降水、泥石流对三峡等重大工程存在着严重威胁；高原冻土融化，影响到青藏铁路的安全运行。6）生物多样性遭破坏。气候变化可能恶化某些本已濒临灭绝的物种的生存环境，对野生动植物的分布、数量、密度和行为产生直接的影响。7）气候变化其他方面的影响。全球变暖可能会增加灾难性天气出现的概率，引发某些传染性疾病，爆发热浪导致死亡等。本讲稿第五页，共四十二页 2007年6月4日，中国政府正式发布中国应对气候变化国家方案，这是我国第一份应对气候变化的政策性文件。中国应对气候变化的指导思想是：全面贯彻落实科学发展观，推动构建社会主义和谐社会，坚持节约资源和保护环境的基本国策，以控制温室气体排放、增强可持续发展能力为目标，以保障经济发展为核心，以节约能源、优化能源结构、加强生态保护和建设为重点，以科学技术进步为支撑，不断提高应对气候变化的能力，为保护全球气候做出新的贡献。本讲稿第六页，共四十二页湖南位于北纬24383008,东经1084711415之间，全省总面积为21.18万平方千米。总的地貌特征是：东、南、西及西北部为山地围绕，中部丘岗起伏，北部低缓，平原、湖泊星罗棋布，呈东高西低，南高北低，以洞庭湖为中心朝北开口的不对称马蹄形盆地。境内丘陵面积最广，与山地合占全省80%以上，平原与湖泊面积约占20%。湘、资、沅、澧等主要河流多源于东、南、西边境的山地，分别注入洞庭湖，汇入长江。总体特征是:七山一水二分田.本讲稿第七页，共四十二页A气候温暖，四季分明A热量充足，雨水集中A春温多变，夏秋多旱A严寒期短，暑热期长本讲稿第八页，共四十二页一、一、太阳能资源的利用太阳能资源的利用地球表面自然环境中几乎所有的能量都来自太阳，全部生命活动过程都直接或间接依靠太阳辐射能得以维持。自20世纪70年代以来，由于世界上能源消耗不断增加以及科学技术进步，使得人们开始关注太阳能的研究和开发利用。现在许多国家已经在工业、农业、交通、通讯、医疗、航天以及生活住宅等方面开始利用太阳能。本讲稿第九页，共四十二页太阳能利用的主要形式：太阳能-化学能光化转换太阳能热利用太阳能光电转换本讲稿第十页，共四十二页太阳能-化学能光化转换植物吸收太阳辐射能，通过光合作用形成有机质，储存于植物体内，人们再利用生物能。如提取酒精，用作燃料等。本讲稿第十一页，共四十二页太阳能热利用目前中国太阳能热水器、太阳房、太阳灶等太阳能热利用技术已经成熟，应用规模不断扩大，到2006年底，中国太阳能热水器年产能已超过1800万平方米，使用总量已达9000万平方米，中国已成世界上最大太阳能热水器生产国和应用国。利用太阳能集热器把收集的热能直接加以利用或转换为机械能或电能。本讲稿第十二页，共四十二页太阳辐射光子通过半导体转换成电能的过程。太阳能光电转换青岛奥帆中心大力应用应用太阳能太阳能照明路灯二00八年九月二十五日，神舟七号壮丽飞天本讲稿第十三页，共四十二页太阳能太阳能LED路灯交通信号灯本讲稿第十四页，共四十二页二、风能资源的利用二、风能资源的利用风力驱动帆船风车取水灌溉人类利用风能历史悠久，几千年前，我国和尼罗河流域利用风力驱动帆船，后来用风车取水灌溉、加工谷物。本讲稿第十五页，共四十二页20世纪初，丹麦首先利用风力发电，世界上许多国家相继研制风力机发电，全球风力机曾达数百万台。达板城风力发电站成新疆一景本讲稿第十六页，共四十二页到2006年底，我国已建成和在建的约91个风电场，装机总容量达260万千瓦。十一五“国家风电发展规划“中要求2010年全国风电装机容量达到500万千瓦，2020年全国风电装机容量达到3000万千瓦。本讲稿第十七页，共四十二页海上风车风车-环保能源风能是一种广泛分布的无污染再生能源，在缺少矿物燃料和水资源而风能资源丰富的地区，风力发电有着良好的应用前景。本讲稿第十八页，共四十二页主要气象要素对人主要气象要素对人体健康的影响体健康的影响J气温J气压J湿度J太阳辐射J氧气和二氧化碳本讲稿第十九页，共四十二页1、气温人是恒温动物，为保持机体恒温，人体的散热与产热必须保持与外界环境相适应。1）人体的热平衡人体产热主要是基础代谢产热，人体散热主要是通过皮肤，散热有传导、对流、辐射和蒸发四种方式。风能够促进蒸发和传导对流散热。风速每增加1m/s，人的感觉相当于气温降低23，当然，人的热感觉还与湿度有关。本讲稿第二十页，共四十二页2）气温对人体关节的影响在人体组织中，关节温度最低，恢复速度也慢。当气温下降时，关节活动阻力增加，同时润滑关节的液体的黏度也增加，进一步影响关节的活动能力。3）气温对消化器官的影响高温能抑制胃的运动机能、抑制胃液的分泌，也能抑制胰腺和肠腺的活动。故高温可降低人的消化功能，因而，夏季人们食欲减退。本讲稿第二十一页，共四十二页4）极端气温对人体健康的影响高温：在高温中，尤其当伴有高湿度或强辐射（如暴露在强太阳下），就会发生中暑，引起体温升高，出现头痛，烦躁不安，皮肤湿冷，呼吸浅促，血压降低，神志不清甚至昏到，四肢抽搐。中暑发生的气象条件主要是高温，同时还与湿度、风速、热辐射强度、暴晒时间等有关。本讲稿第二十二页，共四十二页严寒：外界气温降低，人体产生热少于散热，如缺乏足够的保暖条件，就会使人体受到损伤。这种损伤有两种：全身性的冻僵，局部性的冻伤。人体在寒冷的环境中，会产生一系列的生理反应，首先表现在体温下降。当体温降到34时，人体中枢神经系统能够兴奋性增强，机体进行有效调节。但体温降到20，呼吸、脉搏微弱，血压下降，出现昏迷，如不救治就会死亡。本讲稿第二十三页，共四十二页3、湿度在高温环境中，相对湿度的变化能够明显影响人体散热功能。低湿时散热容易，高湿时散热困难。当相对湿度超过80%，妨碍汗液蒸发，感觉烦闷不适，人体热平衡受到破坏。在低温环境中，如空气湿度较高，人体体温则较低湿时低。因为高湿，加速散热，潮湿环境中衣服的导热性增高，也加速人体散热。因此，低温高湿，人们会感到更加寒冷。本讲稿第二十四页，共四十二页4、气压人体适宜的气压大约为1000百帕左右（1个大气压），但如果短时间内气压发生很大的波动，人体就不能适应。2）气压快速波动气象敏感者在天气变化时和天气变化前常感觉不适，尤其是有风湿和关节疾患的病人。1）低气压随着高度的增加，气压有规律的下降。在1500米高度，人体会产生一系列的生理变化，但一般还能适应，在5000米高度，气压为550百帕，人体适应就比较困难。刚进入高原的人，由于气压低引起缺氧，脑力活动和各种免疫功能都有可能暂时减退，这是人体的应急反应。在高原居住一段时间后，一般可以恢复。本讲稿第二十五页，共四十二页5、太阳辐射太阳辐射主要指远紫外线到远红外线波段的辐射，约50%集中在可见光区。太阳辐射中不同波长的光线的生物效应是不同的。1）紫外线波长为0.400.32微米紫外线能引起色素沉着；波长为0.320.28微米紫外线主要作用是抗佝偻病和红斑作用波长为0.280.20微米紫外线具有最大杀菌力，对机体细胞也有强烈的刺激破坏作用。2）红外线红外线易被皮肤表层吸收，引起温度升高，皮肤局部毛细血管扩展充血，促进局部的新陈代谢。但过强的红外线对身体有损害。本讲稿第二十六页，共四十二页3）可见光可见光的波长为0.400.76微米。不同的可见光，表现出来的颜色不同。随波长的减小，依次出现红、橙、黄、绿、青、蓝、紫色。红光具有兴奋作用，使人精神振奋，肌肉张力增加；蓝光、紫光降低机体的神经反应，使人镇静；黄色、绿色对人体最适宜。可见光与视功能有密切关系，适宜的光线能防止眼疲劳、近视，改善人的感觉；可见光能影响人的生殖过程、物质代谢、并使体温、内分泌等生理机能的周期节律发生变化。本讲稿第二十七页，共四十二页6、氧气和二氧化碳在大气成分中，氧气占21%。随着海拔高度上升，空气越来越稀薄，氧气也随之减少，到了一定高度就会因氧气不足而使人体产生不适感，如出现头痛、心跳加速、甚至有恶心、呕吐和失眠等症状，即所谓的高山反应症或高山病。二氧化碳约占空气的0.04%，当空气中的二氧化碳的浓度达到2%时，人会头痛、脉缓、血压升高，达到10%时，人会失去知觉，甚至呼吸麻痹而致死。所以新鲜空气（即空气清洁、氧气含量高）对人体健康十分有益，保持室内空气畅通和多到户外活动，无论对病人还是健康的人都是十分必要的。本讲稿第二十八页，共四十二页气象官能症许多人对天气变化会感到不适。这些症状往往出现在天气临近变化前，但天气趋于稳定后，症状会减轻、消失，一般不会使机体产生器质性的损害。这种症状就称为气象官能症。气象官能症的症状常见的有：注意力不集中，记忆不佳、烦躁、焦虑、抑郁、头痛、呕吐、失眠、呼吸困难、皮肤过敏、风湿痛、腹泻和食欲不振、听、视、味觉障碍等。人群中有气象官能症的人约占30%。发病率与年龄和性别有关，年龄大的容易发生，女性容易发生。其症状出现在天气变化前几小时到一天，也有早到天气变化前几天就出现症状的。每个季节的发生率不同。本讲稿第二十九页，共四十二页2、气候因子与人体生理的一些统计关系1）受孕率与季节一般来说，不同地区不同季节的受孕率不同，与各地区的气候特点有关。欧洲人夏季受孕率高，冬季低；而美国人夏季受孕率低，冬季高。各个气候带的受孕率大致情况是：温带：月平均气温在16以上时，受孕率高，11以下时受孕率低；亚热带：月平均气温在13.6以上时，受孕率高，但气温超过23以上时受孕率又会降低。热带：月平均气温在20以上时，受孕率高，但气温高于28以上时受孕率降低。本讲稿第三十页，共四十二页赤道和极地地区：受孕率的季节性不明显。气温过高和过低都不利于受孕。天气、气候能影响受孕，也影响自然流产。椐统计，自然流产以春季最高。这可能是因为春季天气多变，乍冷乍热，孕妇适应能力低，较易发生自然流产。3）先天畸形与气象天气炎热时，孕妇的代谢可能发生紊乱，日照也可能影响孕妇的代谢过程，且日照的变化有很强的季节性，故某些先天性畸型有一定的季节倾向。天气、气候可影响甲状腺功能、肝功能和胰岛素的产生和分泌，如失调，可发生多种畸型。如无脑畸型、兔唇、先天性脊柱裂等。可见气象要素可能在许多先天性缺陷的发生中起到一定能够作用，因而使某些畸型表现出季节性。本讲稿第三十一页，共四十二页4）出生年月份与疾病统计表明，人的出生月份与将来患病的倾向有一定的关系。特别是精神分裂症。精神分裂症患者以冬季和早春出生者为多，女性更显著。出生在北半球冬半年的发生概率高，而出生于北半球夏半年的概率低。在南半球与北半球的季节相反。因为冬季和早春出生的婴儿，当胚胎三个月时，正是夏季，人的代谢容易发生紊乱，而任何代谢过程中的紊乱都可使胎儿大脑皮层的发育受到严重障碍。本讲稿第三十二页，共四十二页天气炎热时：锑剂毒性反应增加；肾上腺素升压作用加快；三氟啦嗪大剂量可发生中暑。天气寒冷时：葡糖糖升血糖作用增加，胰岛素升血压作用受抑制，吗啡在冷锋前，给动物注射死亡率高，冷锋死亡率低。坏天气：阿托品散瞳孔作用减弱，苯丙胺小剂量可使实验动物出现高死亡率。3、气象因素对药物疗效的影响药物要发挥其疗效，须经过一系列物理、生理和生化过程。在此过程中，特异和非特异的酶起着主要作用。但是气象要素（主要为气温、湿度、气流、紫外线及氧分压等）能影响药物的吸收、药理作用和毒性反应。本讲稿第三十三页，共四十二页4、气象与事故气象条件也是直接造成交通事故的原因之一，由于下雨、下雪、洪水、雾霜、结冰等气象现象，或使大气能见度降低，或使路面变滑，都容易发生交通事故。本讲稿第三十四页，共四十二页人工影响天气概念的提出,是基于人类为了生产、生活的需要，在适宜的地理背景和自然环境中，选择适当的云体进行人工催化作业，因势利导，从而达到降水、除雾、防雹、消除雷电等目的，以克服或减轻由恶劣天气引起的自然灾害。本讲稿第三十五页，共四十二页1、人工增雨、人工增雨人工增雨有空中、地面作业两种方法。空中作业是用飞机向云中播撒催化剂。地面作业是利用高炮、火箭从地面上向云中发射装载制冷剂（一般为碘化银）的炮弹，在炮弹爆炸时，把制冷剂撒在云中。目前主要采取高炮、火箭作业的方式。人工影响天气的方法人工增雨人工防雹人工消雾本讲稿第三十六页，共四十二页空中人工增雨地面人工增雨本讲稿第三十七页，共四十二页2、人工防雹、人工防雹我国是雹灾较多的国家，用爆炸法防雹是我国人工防雹的一个特点。人工防雹采用地面高炮、火箭作业方式。高炮防雹本讲稿第三十八页，共四十二页3、人工消雾、人工消雾人工消雾分为人工消冷雾（即温度低于0的雾）和人工消暖雾（即温度高于0的雾）。人工消冷雾是通过大量播撒干冰、碘化银等催化剂，促使过冷却水滴转变为冰晶落下。人工消暖雾目前有三种实验方法：加热法、吸湿法、人工扰动混合法。使目标区气温的升高，使空间气流产生环状流动，上升空气就能穿破逆温层顶，最终取得人工消雾的成功。本讲稿第三十九页，共四十二页二、湖南省人工影响天气概况二、湖南省人工影响天气概况我省人工影响天气工作始于1959年。基本建立了以各级政府领导、同级气象主管机构管理、实施和指导的领导管理体系，成立了各级人工影响天气领导小组，基本形成了以各级政府财政投入为主的投入机制，基本建立了省市县三级人工影响天气业务体制。本讲稿第四十页，共四十二页进入21世纪以来，长沙、常德、怀化、永州多普勒天气雷达与4台移动式TWR01型天气标识雷达的结合应用，使我省雷达指挥作业点覆盖率达到90%以上。全省建成2127个加密自动站网为作业指挥和效果评估提供了技术支撑。各市（州）均配备并用GPS卫星定位仪精确测定炮点位置，配置人影高炮197门，增雨防雹火箭发射装置107套，申报人影作业点636个，引进安装了闪电定位系统。本讲稿第四十一页，共四十二页近10年来，我省人工增雨抗旱、人工防雹工作取得了显著成效，为农业生产、防灾减灾、改善生态环境、促进经济发展和社会稳定发挥了重要作用。19972006年，全省累计实施人工增雨防雹作业4247次，发射炮弹114995发、火箭弹926枚，累计影响面积65.64万km2,增加降水41.5亿m3，直接经济效益17.29亿元；20012005年，组织实施了6次对柘溪、五强溪、东江等大型水库的人工增雨试验,经由省电力、水文、气象等部门的专家评估，直接经济效益累计为1300万元。本讲稿第四十二页，共四十二页