2019年5月17日

原理解释:地球变暗

全球变暗是由于日益增多的空气污染物,世界大部分地区晴日能见度自上世纪70年代以来不断下降。科学家们将之形容为"全球变暗",在东亚、南亚、南美、澳大利亚和非洲尤其明显。然而,欧洲能见度有所改善,而北美洲的能见度保持相对稳定。全球变暗的研究主要集中在北半球,尤其是俄罗斯、北极、爱尔兰、德国和日本等日光损失严重的地区。但是澳大利亚的两名科学家将在会上用实际证据指出南半球也面临着同样的命运。
简介:
地球不仅面临着温室效应的困扰,面临着一个新现象——全球变暗。科学家说在过去50年内,由于严重的污染和可能的气候变化导致到达地球表面的太阳光下降了10%到20%,使地球看起来变得越来越昏暗了。 
他们研究了气象局用来测量水蒸气比率的蒸发皿,发现蒸发作用正在下降,主要原因就是缺乏足够的太阳光。2002年,Farquhar教授和罗德里克博士在《自然》杂志上发表了关于北半球水蒸发减少的统计数据,但那时他们还没有注意到全球变暗这个现象。以色列科学家G.斯坦希尔指出水蒸发的减少和太阳光的减少成正对应关系。 
科学家们使用蒸发皿和辐射监测仪(一种吸收太阳光的黑金属盘)来测量全球变暗的程度。
原因:
由燃烧化石燃料和其他能源排放到大气中的微粒或液滴,或称可悬浮物,是变暗的罪魁祸首。在《科学》杂志中,美国科学家称,煤烟、灰尘、二氧化硫颗粒以及其他可悬浮物均可损害能见度。他们的数据表明了大气污染的长期改变和气候变化间的关系。 
可悬浮物在世界上很多地区均呈上升趋势,尤其是亚洲,因为其工业活动在不断增加。美国德克萨斯州大学的罗伯特·迪克森和来自美国马里兰大学的两位同事追踪了1973年到2007年间全球3,250个气象观测站采集的能见度,即晴日最远目视距离的数据。 
科学家利用卫星数据确认了自气象站采集的能见度指标是大气中可悬浮物聚集的有力指示。研究人员指出,燃烧煤炭、工业活动以及燃烧热带丛林所带来的可悬浮物能影响气候,并威胁人类健康。包括二氧化碳在内的污染物和其他温室气体是透明的,并不影响能见度。

2019年5月16日

考点名称:走向人地协调——可持续发展


  • 可持续发展概念、内容及基本思想:

    可持续发展的内涵:

    1、包括生态持续发展、经济持续发展和社会持续发展三个方面,具体内容如下面的图表所示:


    2、可持续发展内涵示意图:

  • 可持续发展的原则:

    原则内容要求
    公平性原则
    同代人之间、代际之间、人类与其他物种之间、不同国家和地区之间的公平人类的发展不应危及其他物种的生存;各国有权利根据需要开发本国资源,并保证不对其他国家的环境造成损害;人类需要和子孙后代共享资源和环境
    持续性原则
    地球的承载力是有限的,人类的经济活动和社会发展必须保持在资该和环境的承载力之内

    人类应做到合理开发和利用自然资源,保持适度的人口规模,处理好发展经济与保护环境的关系

考点名称:协调人地关系的主要途径


  • 协调人地关系的主要途径:

    1、控制人口规模 
    (1)人口规模过大带来资源短缺、环境污染等环境问题。 
    (2)控制人口规模就是各地区的人口控制在合理的范围之内,减轻人口对生态环境的压力,协调人口、资源、环境与发展的关系。 
    2、转变发展模式 
    要转变传统的以"高投入、高消耗、高污染"为特征的发展模式,转变为可持续发展模式。 
    3、自然资源的可持续利用 
    包括土地资源、森林资源、水资源和海洋资源等,要解决利用中的问题,采取切实可行的措施加以保护,已实现资源的可持续利用。 
    4、协调人地关系、从我做起 
    (1)协调四大关系 
    ①社会经济发展与自然资源、生态环境之间的关系 
    ②人类社会的眼前利益和长远利益之间的关系 
    ③发达国家与发展中国家之间的关系 
    ④ 当代人和后代人之间的关系 
    (2)措施 
    ①政府干预 
    ②公共参与 
    ③强化个人的责任和义务
  • 不同阶段人地关系与环境问题的分析:

    时期对人地关系的认识人类活动环境问题
    采猎文明时期崇拜自然:人类听天由命,依赖自然,畏惧自然。"天命论"或"宿命论"采集和渔猎。人类改造环境的作用微弱生物资源遭破坏,引起物种灭绝。但环境问题对人类的威胁并不严重
    农业文明时期改造自然:不能正确认识人地关系的不协调,"天命论"和"有神论"主宰着人们的思想,但已有了科学的萌芽。"天命论"或"有神论"人类大规模地改造自然,人类对自然的依赖性大大减弱,对抗性增强
    地理环境趋于恶化,如开垦耕地使大面积森林和草原遭到砍伐和焚毁;冶炼和制陶消耗大量木材;农田扩展使生物多样性减少,生态系统变得日益简单和脆弱等
    工业文明时期征服自然:人类试图成为自然界的主宰者和征服者。"征服论"或"人定胜天论"
    人类改造自然的能力不断壮大,从环境中获得越来越多的资源和能源,向环境排人大量的废弃物人地关系全面呈现不协调,人地矛盾迅速激化。在局部地区环境污染演变成社会公害;在全球范围,大气溢室效应和臭氧层破坏等危及人类生存
    现代文明时期谋求人地协调:人类逐渐认识到只有善待自然,建立人与自然的协调关系,走可持续发展之路,人类文明才能不断发展下去。"和谐论"逐渐抛弃传统的以高消耗,单纯追求经济数量增长和先污染后治理为特征的发展道路,寻求人口、资源环境和发展相互协调的道路

    人口激增、资源短缺、环境污染、生态破坏等问题日益突出

    中国科学院可持续发展战略研究组将人类社会划分为四个发展阶段,如图是"人类社会不同发展阶段经济增长主导要素的构成示意图": 

2019年5月15日

【傻傻分不清楚】可再生能源、非化石能源、清洁能源、新能源

能源是一切生命生存的基础,植物需要吸收光能,动物需要摄入食物的化学能。人类由于发现并利用了煤炭而步入现代化社会,在某种意义上讲,人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。所谓优质能源就是指能量密度高、易获得、可控制的能源。


能源资源往往可以作为一个词来说,区分的关键在于利用的技术。石油被用来燃烧供能时,他就是能源;被用来做化工制品时,他就是资源。关键在于他是用于生产能量,还是用于生产生活资料。所以我们的能源观一定是动态的发展的,随着科学技术的发展,现在不能被用作能源的,以后也许会是;现在用作能源的,以后未必就是。


说了这么多,无非就想说一切都是为人所用,概念和分类的固定与否是相对和短暂的,重要的是提出概念和分类的目的。以下我们就说说常听到的各种能源名词。(如果本次内容实在太多,请记住一次能源、可再生能源、非化石能源、清洁能源、新能源几个词吧,常用哦~)

1、按照是否可再生分类

  这个分类的来源是人类感觉自己能源不够用了,或者说消费速度快过了能源产生速度,依据能源产生速度来分的。凡是可以不断得到补充或能在较短周期内再产生的能源称为可再生能源,风能、水能、海洋能、太阳能、地热能和生物质能等是可再生能源。反之称为不可再生能源,煤、石油和天然气等是不可再生能源,当然也不是"绝对"不可再生,经过十几亿年地壳运动,煤炭、石油、天然气也能再生,只不过这个时间对人类来说太漫长了。

核能的比较特殊,核燃料是不可再生的,但由于核电技术突破后,尤其是核聚变技术突破后,基本上可以永久解决人类能源问题,所以谈什么可不可再生就都是浮云了。所以通常情况下,我们只说可再生能源这个词(Renewable Energy),不提不可再生能源,以免造成误解。

2、按照形成机理分类

  这是比可再生能源更具有现实意义的一个分类,由于十几亿年才形成煤炭、石油、天然气这些能源,他们就像恐龙化石一样,所以称为化石能源,其他的能源就都是非化石能源(Non-fossil Fuel Energy),这样就解决了核能的问题。我国承诺的到2020年非化石能源占一次能源消费比例达到15%的目标,就包括了核能、水能、风能……

3、按照利用方式分类

  既然刚才提到了一次能源,那就说说这个,搞能源的不能不知道一次能源、二次能源、终端能源这几个词。这三个词一般不同时说,总是这样配对:一次能源和二次能源,一次能源和终端能源。看来一次能源的"出镜率"最高,一次能源即天然能源,指在自然界现成存在的能源,如煤炭、石油、天然气、水能等。一般比较各国能源消费量时都用一次能源消费量的概念(Total Primary Energy Supply, TPES),主要衡量一个国家总体的能源消费水平,我国是全球最大的能源消费国,就是指一次能源。之所以关注一次能源,是因为这个数值与国家的经济发展水平、对环境的影响程度最相关。我国就是因为这个指标高,而引发"中国威胁论",认为中国要用光全球的能源。

而二次能源是指由一次能源加工转换而成的能源产品,如电力、煤气、蒸汽及各种石油制品等。这个概念偏重学术上的一二次能源分类,并不常被提及,因为他只是能源的一个中间转换环节,对经济社会影响不大。终端能源(Final Energy)是指去除了能源中间的加工转换环节的能源损失后(比如锅炉供热、电厂发电时的余热损失后),真正应用于生产生活的能量。这个指标因与生产生活关系密切,也时常被关注。以能源生产、运输/加工、消费的环节看,一次能源是从前向后计算,看一个国家的能源供应量(英文就是这么说的);

而终端能源是从后向前计算,看一个国家一二三产和居民的能源消费量。中间的运输加工环节由于流程复杂,因此没有加工能源或转换能源一说,也因为复杂,所以能源平衡表中总是有"统计误差"一项列在加工转换环节。
4、按照开发利用时期分类

  分为常规能源(Conventional Energy)和新能源(New Energy)。利用时间早,技术上成熟,使用比较普遍的能源叫做常规能源,包括煤炭、石油、天然气、水能等。(与新能源相对的"旧能源"名字不好听,而且这些能源现在也在使用,所以起名"常规能源";新能源对应也可称为"非常规能源")

新近利用或正在着手开发的能源叫做新能源,这个区分的时间点也没有那么具体,大概就是近二三十年吧。包括太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能、氢能等能源,比如页岩气,最然本质是天然气,但因为是最近开始开采利用的,所以也算作新能源。(中国人爱说"新能源",因为字数少好说,另外带个"新"字显得时髦)

这里面核电又比较纠结,要说核电大发展时也是20世纪七八十年代的事了,不算"新",但核电技术又在不断的发展,因此一般认为第一代和第二代核电技术算常规能源,第三代以后算新能源。目前第二代核电技术已经成熟,而第三代正在试验示范阶段。当然,核聚变肯定是新能源了。

5、按照是否有污染分类

  现在环保的要求很高,所以这个分类应运而生。根据能源消耗后是否造成环境污染可分为污染型能源和清洁型能源,污染型能源包括煤炭、石油等,清洁型能源包括水力、电力、太阳能、风能以及核能等。一般不提污染型能源这个词(因为没必要),清洁型能源简称清洁能源(Clean Energy)。清洁能源是一个相对概念,并不是严格科学意义上的划分。核电是否是清洁能源存在争议,美国认为核电是清洁能源,而德国并不如此认为;一般认为天然气也属于清洁能源,因为不产生二氧化硫等有害气体。
6、按是否是商品分类

  凡进入能源市场作为商品销售的如煤、石油、天然气和电等均为商品能源。非商品能源主要指薪柴和农作物残余(秸秆等)。英国石油公司BP的世界能源统计只统计商品能源,不含非商品能源(BP是企业,更关注商品贸易);而国际能源署IEA统计口径中包含了生物质能等非商品能源(IEA是能源研究机构,更关注学术意义上的能源)。因而BP的能源统计总量都比IEA的统计值小。

7、其他分类还有很多分类方法,并不是不重要。只是在能源研究领域较少从这些方面分析。比如:

按照来源地分为:地球本身蕴藏的能量(主要是地热能)、来自地球外部天体的能源(化石能源、风、光等)、地球和其他天体相互作用而产生的能量(如潮汐能);

按照能源使用方式分为:燃料型能源(煤炭、石油、天然气、泥炭、木材)和非燃料型能源(水能、风能、地热能、海洋能);

按照存在形态分为:固体燃料、液体燃料、气体燃料、水能、电能、太阳能、生物质能、风能、核能、海洋能和地热能;……

有许多问题我们未来有机会还可以再讨论,比如一次能源如何计算、核电到底算什么能源等。总而言之,物质的概念和分类都是人为设定的,人为设定就包含立场和目的问题,统计口径、换算方法等等各国各机构都不尽相同,诸位读者未来使用能源数据时,一定要注意统计口径和换算方法,切记切记!引用芮成钢的话——"这里没有真相,只有事实和角度。"

原标题:各类能源的概念与分类

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