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SPOC学校专有课程
全球变化
第2次开课
开课时间: 2024年09月05日 ~ 2024年09月18日
学时安排: 2-3小时每周
当前开课已结束 已有 41 人参加
老师已关闭该学期,无法查看
spContent=本课程从地球系统科学的角度介绍不同时间尺度上全球环境的变化及其驱动力;介绍如何利用重建、模拟和观测这三个途径来研究地球环境不同时间尺度的变化;介绍全球变化研究中与人类社会可持续发展息息相关的问题,即全球变暖的影响及减缓和适应。
本课程从地球系统科学的角度介绍不同时间尺度上全球环境的变化及其驱动力;介绍如何利用重建、模拟和观测这三个途径来研究地球环境不同时间尺度的变化;介绍全球变化研究中与人类社会可持续发展息息相关的问题,即全球变暖的影响及减缓和适应。
—— 课程团队
课程概述

全球变化是指由自然和人为因素引起的、影响地球系统功能的全球尺度变化,全球变化研究是地球科学最活跃的研究领域之一。根据2018《普通高校本科专业教学质量国家标准》,《全球变化》课程是地理科学类专业的专业课。学习本课程可以帮助你理解地球是一个圈层相互作用的系统,并熟悉这个系统在不同时间尺度上的变化及其驱动力,进而从地球系统科学的角度分析环境和气候问题。如果你计划报考地理学或全球变化方向研究生,本课程的学习可以帮助你深化和综合理解专业课的知识,对你的初试和复试都大有裨益。如果你只是对地球科学的问题感兴趣,本课程的学习可以帮助你了解地球系统不同时间尺度上的变化及其研究途径,理解气候突变与人类文明消亡的联系,熟悉全球变暖的影响,掌握减缓和适应全球变暖的手段,了解我国实现碳中和的具体途径。课程的授课老师来自地理科学学院、大气科学学院和遥感与测绘工程学院,是一支跨学科的教学团队,契合了本课程多学科知识交叉综合的特点。

授课目标

本课程的学习,使学生掌握地球表层系统在不同时间尺度上的变化规律,增强学生从地球系统科学角度分析环境演化和突变问题的能力;帮助学生理解人与环境的相互作用及如何实现人类可持续发展等科学问题;帮助学生从时间维理解地理环境的过程、空间分异和人地关系等问题,使学生建立全球变化是时空耦合的综合科学这一观念。

成绩 要求

暂无证书

课程大纲
地球系统科学与全球变化研究
课时目标:理解地球系统、地球系统科学和全球变化的基本概念;理解地球系统科学的发展;理解地球系统科学与全球变化研究的联系;了解主要的全球变化研究计划;理解全球变化研究的5个主要科学问题
1.1 地球系统科学的发展
1.2 全球变化的兴起及主要研究计划
1.3 全球变化研究的主要科学问题
地球系统与全球变化的关键过程
课时目标:理解反馈的基本概念,能结合地球系统中的过程来描述正反馈和负反馈;理解地球系统中阈值和突变的基本概念;理解气溶胶及黑碳气溶胶的基本概念;理解气溶胶的直接效应和间接效应;理解大西洋经向翻转流的基本概念及其形成过程;理解地球系统中主要的物质循环过程;理解大气系统中的主要过程;理解海洋系统及其界面的主要过程;理解陆地系统及其界面的主要过程;理解人类生态系统的过程
2.1 地球系统中的物质循环和非线性行为
2.2 大气系统中的主要过程
2.3 海洋系统及其界面的主要过程
2.4 陆地及人类生态系统的主要过程
全球变化的驱动力
课时目标:理解“黯淡太阳悖论”理论、“构造抬升-风化”假说和米兰科维奇轨道理论;理解不同时间尺度上全球变化(主要是气候变化)的自然驱动力;理解人类活动驱动地球系统变化的各个过程
3.1 百万年以上尺度全球变化的驱动力
3.2 万年至数十万年尺度全球变化的驱动力
3.3 年代至千年尺度全球变化的自然驱动力
3.4 作为全球变化驱动力的人类活动
全球变化研究的主要途径
课时目标:理解重建、观测和模拟的基本概念;理解气候和地球系统模拟的相关基本概念;了解重建的三个基本假设;了解地球三大观测系统及其组成;能结合实例说明重建、观测和模拟在全球变化研究中的作用;理解重建、观测和模拟的联系
4.1 全球变化的重建
4.2 全球变化的观测和监测
4.3 全球变化的模拟
过去全球环境变化
课时目标:了解不同时间尺度上地球环境的变化及其典型特征;能结合第三章内容理解不同时间尺度地球环境变化的主要驱动力
5.1 全球自然环境长期演化的阶段划分
5.2 第四纪冰期与间冰期环境变化
5.3 全新世全球环境变化
5.4 过去2000年全球气候变化
观测到的全球变化及未来情景
课时目标:理解观测尺度上大气圈、海洋圈和冰冻圈的变化;理解模拟未来气候变化情景的含义;了解气候变化情景的发展和主要的情景
6.1 观测到的全球变化
6.2 未来全球气候变化情景
全球变暖的影响、减缓与适应
课时目标:辩证地理解全球变暖与全球变冷的关系;理解全球变暖对地表圈层的影响;理解减缓和适应的基本概念;能结合实例叙述具体的减缓和适应措施
7.1 全球变暖的影响
7.2 全球变暖的减缓
7.3 全球变暖的适应
全球变化与古文明兴衰
课时目标:辩证地理解气候变化与人类文明发展的关系,气候变化对人类文明的影响是复杂的,人类文明对气候变化的响应也是多样的;能基于过去人类社会应对气候突变理解人类社会对全球变暖的响应。
8.1 全新世全球变化与古文明兴衰
8.2 过去2000年全球变化的影响与响应
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预备知识

高中阶段应掌握的地理、物理和化学基础知识,大学阶段《自然地理学》、《气象与气候学》和《遥感原理》等课程的知识。

参考资料
  1. 《全球变化》(第二版),张兰生主编,高等教育出版社,2017
  2. Degroot, D., Anchukaitis, K. J., Tierney, J. E., Riede, F., Manica, A., Moesswilde, E., & Gauthier, N. (2022). The history of climate and society: A review of the influence of climate change on the human past. Environmental Research Letters, 17(10), 103001. https://doi.org/10.1088/1748-9326/ac8faa
  3. Degroot, D., Anchukaitis, K., Bauch, M., Burnham, J., Carnegy, F., Cui, J., De Luna, K., Guzowski, P., Hambrecht, G., Huhtamaa, H., Izdebski, A., Kleemann, K., Moesswilde, E., Neupane, N., Newfield, T., Pei, Q., Xoplaki, E., & Zappia, N. (2021). Towards a rigorous understanding of societal responses to climate change. Nature, 591(7851), 539–550. https://doi.org/10.1038/s41586-021-03190-2
  4. Prentice, C. M., Vergunst, F., Minor, K., & Berry, H. L. (2024). Education outcomes in the era of global climate change. Nature Climate Change, 14(3), 214–224. https://doi.org/10.1038/s41558-024-01945-z
  5. Riris, P., Silva, F., Crema, E., Palmisano, A., Robinson, E., Siegel, P. E., French, J. C., Jørgensen, E. K., Maezumi, S. Y., Solheim, S., Bates, J., Davies, B., Oh, Y., & Ren, X. (2024). Frequent disturbances enhanced the resilience of past human populations. Nature. https://doi.org/10.1038/s41586-024-07354-8
  6. Schellnhuber, H. J. (1999). ‘Earth system’ analysis and the second Copernican revolution. Nature, 402(S6761), C19–C23. https://doi.org/10.1038/35011515
  7. Shi, L., & Moser, S. (2021). Transformative climate adaptation in the United States: Trends and prospects. Science, 372(6549), eabc8054. https://doi.org/10.1126/science.abc8054
  8. Sloat, L. L., Davis, S. J., Gerber, J. S., Moore, F. C., Ray, D. K., West, P. C., & Mueller, N. D. (2020). Climate adaptation by crop migration. Nature Communications, 11(1), 1243. https://doi.org/10.1038/s41467-020-15076-4
  9. Steffen, W., Richardson, K., Rockström, J., Schellnhuber, H. J., Dube, O. P., Dutreuil, S., Lenton, T. M., & Lubchenco, J. (2020). The emergence and evolution of Earth System Science. Nature Reviews Earth & Environment, 1(1), 54–63. https://doi.org/10.1038/s43017-019-0005-6
  10. Steffen, W., Rockström, J., Richardson, K., Lenton, T. M., Folke, C., Liverman, D., Summerhayes, C. P., Barnosky, A. D., Cornell, S. E., Crucifix, M., Donges, J. F., Fetzer, I., Lade, S. J., Scheffer, M., Winkelmann, R., & Schellnhuber, H. J. (2018). Trajectories of the Earth System in the Anthropocene. Proceedings of the National Academy of Sciences, 115(33), 8252–8259. https://doi.org/10.1073/pnas.1810141115
  11. Yuan, X., Wang, Y., Ji, P., Wu, P., Sheffield, J., & Otkin, J. A. (2023). A global transition to flash droughts under climate change. Science, 380(6641), 187–191. https://doi.org/10.1126/science.abn6301
常见问题
  1.  本课程的参考教材是2017年高等教育出版社出版的《全球变化》(第二版),实际授课内容只是参照这本书的章节安排来组织,与教材的内容有较大差异;
  2. 全球变化的研究成果日新月异,授课团队的老师们从专业网站和文献资料查找了适合课程大纲的内容来讲授,有些文献中的研究结果并非定论,请同学们在学习的时候要明白这一点;
  3. 课程各部分内容的授课老师不同,授课风格不同,请同学们尽量适应不同老师的授课风格;
  4.  欢迎同学们对授课内容等提出意见和建议。


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4 位授课老师
邵晓华

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