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研究性学习-温室效应产生、危害及防治


一.研究背景
据媒体报道,海洋水面上升正 日益严重地威胁着南太平洋岛国图瓦 卢人民的生命和财产安全。 图瓦卢位于新西兰以北4000 公里处,南接斐济,北临基里巴斯, 西望所罗门群岛,由9个环形珊瑚岛 群组成,陆地面积仅26平方公里, 是仅次于梵蒂冈和瑙鲁的世界第三小 国,总人口不到一万。 报道说, 由于地球气温越来越高, 引起海水上涨,图瓦卢部分土地被海 潮淹没,导致居民无家可归。

二.研究的目的和意义
温室效应对我们的生活的影响越来越明显, 我们希望通过这次研究, 了解温室效应的成因的 防治,使我们对温室效应有更全面的认识,并了解一些防治的方法,为遏止全球变暖尽自己 的一份力。也希望借此唤起更多的人对温室效应的关注,一起保护我们的家园,使我们的家 园更加美好!

三.研究内容
1. 温室效应的成因 2. 温室效应的危害 3. 温室效应的防治

四.研究方法
1. 2. 3. 4. 文献法 实验法 比较研究法 统计分析法

五.研究过程
1. 准备阶段 2009 年 12 月 10 日~12 日 (1) 研究课题的确定,小组成员分工确定;

(2) 确定研究的具体内容的方向,撰写开题报告; (3) 确定实验材料及所需研究工具,并向学校申请。 2. 实验阶段 2009 年 12 月 13 日~2010 年 1 月 15 日 (1) 查找、收集资料,对全球气候变化的基本情况进行调查; (2) 组装实验装置,进行实验探究‘ (3) 学习 Word 文档的制作方法。 3.总结阶段 2010 年 1 月 15 日~20 日 (1) 进行资料的分析及总结,开始撰写论文,修改论文及定稿; (2) 制作 Word 文档,对报告进行保存并提交。

六.研究成果
通过对温室效应的成因、及防治的研究,我们了解了温室效应的基本情况,使我们对人 与自然的关系有了更深层的了解, 认识到了保护环境的紧迫性, 也学习到了更多的保护 方法。通过我们这次的研究活动,也引起了周边同学对温室效应的关注。

七. 体会与收获
通过与其他组员的合作,我们顺利完成了该实验,从中我更清楚了温室效应给我 们人类以及生态环境造成的影响。 ——林智豪 通过这次实验,让我对高中的学习有了更大的信心和兴趣。也让我领悟到了自然 科学的奥妙,认识到保护环境,控制温室气体排放的迫切性和重要性。 ——徐健煜 这次实验十分有意义,锻炼了我的动手能力和团结协作精神。更可贵的是,让我 们学生也体会到环境保护的重要性,希望能有多些这样的活动。 ——黄家骏 通过实验研究,既锻炼了我们的动手能力和实践能力,又让我们了解到了当前形 势的严峻性,使我们受益匪浅。 ——钟松林

关于温室效应的研究报告
一.研究背景
据媒体报道,海洋水面上升正 日益严重地威胁着南太平洋岛国图瓦 卢人民的生命和财产安全。 图瓦卢位于新西兰以北4000 公里处,南接斐济,北临基里巴斯, 西望所罗门群岛,由9个环形珊瑚岛 群组成,陆地面积仅26平方公里, 是仅次于梵蒂冈和瑙鲁的世界第三小 国,总人口不到一万。 据报道, 由于地球气温越来越高, 引起海水上涨,图瓦卢部分土地被海 潮淹没,导致居民无家可归。
图瓦卢

二 . 概念导入
温室效应, 又称“花房效应”, 是大气保温效应的俗称。 大气能使太阳短波辐射到达地面, 但地表向外放出的长波热辐射线却被大气吸收, 这样就使地表与低层大气温度增高, 因其作 用类似于栽培农作物的温室,故名温室效应。自工业革命以来,人类向大气中排入的二氧化 碳等吸热性强的温室气体逐年增加, 大气的温室效应也随之增强, 已引起全球气候变暖等一 系列严重问题,引起了全世界各国的关注。

三.调查的基本情况
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气温的升高,也出现了许多异常的天气现象。如:2008 年 从 1 月 10 日开始, 一场持续近 1 个月的低温、 雨雪冰冻天气袭击了中国南方十九个省区市, 其影响范围之广、所造成的灾害之重为历史罕见,属五十年一遇,部分地区为百年一遇。此 次灾害天气是在全球气候变暖背景下,受拉尼娜极端气候影响所致。此外,温室效应造成的 危害就连南极洲也不能幸免于难。 由于大气和海水温度的升高, 南极洲冰川的融化速度正在 加快。如果这种现象加剧,将会造成海平面显著上升。这些冰川正在以相当于上世纪90年 代时两倍的速度消融,每年融化的体积为250立方千米,比它们的年积雪量还高60%。 这些冰川消融成水,每年会造成海平面上升0.2毫米。 通过这次调查,我们了解到全球气温正在逐渐升高,造成的危害也逐渐显露出来。

四 . 温室效应的成因
从第一次科技革命开始,人类的工业化、现代化进程逐渐加快,由于工业的大力 发展,而且大多数国家都走先污染后治理的发展道路,所以大量温室气体被排放到大 气中,如二氧化碳。二氧化碳可强烈吸收地面长波辐射,将地面辐射释放能量的绝大 部分(75%~95%)截留在对流层大气中。造成大气中热量过剩,从而使气温上升因此, 二氧化碳也被称为温室气体。 在对流层中,温度一般随高度的增加而降低。从某一高度射向空间的红外辐射一 般产生于平均温度在-19℃的高度,并通过太阳辐射的收入来平衡,从而使地球表面 的温度能保持在平均 1 4 ℃。 温室气体浓度的增加导致大气对红外辐射不透明性能力 的增强,从而引起由温度较低、高度较高处向空间发射有效辐射。这就造成了一种辐 射强迫,这种不平衡只能通过地面 对流层系统温度的升高来补偿。这就是“增强的温 室效应”。如果大气不存在这种效应,那么地表温度将会下降约 3 度或更多。反之, 若温室效应不断加强,全球温度也必将逐年持续升高。

看来,CO 2 对温室效应的产生确实有很大的影响,所以,我们小组决定通过实验探 究 CO 2 对气温的影响。 实验目的: 实验目的 : 探究二氧化碳对气温的影响。 实验器材: 实验器材 : 石灰石、稀盐酸、过氧化氢、二氧化锰、集气瓶 4 个、玻璃片、大试管
若干、带导管的胶塞 2 个、锥形瓶 4 个、双孔胶塞 4 个、弯导管 4 支、 温度计 4 支、注射器、水槽、刻度尺。

实验内容: 实验内容 : 收集二氧化碳和氧气,并将二氧化碳与氧气以不同的比例装于几个锥形
瓶中,比较一段时间后,不同锥形瓶中温度的变化,及液面高度变化, 进而分析二氧化碳对气温的影响。

实验步骤: 实验步骤:1.制取二氧化碳、氧气,收集于集气瓶中。
2.在锥形瓶上分别塞上双孔胶塞,在双孔胶塞上插入温度计和弯导管。 3.用注射器向锥形瓶中注入二氧化碳和氧气。一号瓶收集空气,二号瓶中二氧 化碳和氧气的比例为 1 比 3。三号瓶中二氧化碳和氧气比例为 1 比 1。四号 瓶中二氧化碳和氧气比例为 3 比 1。 4.向弯导管中注入相同高度的水。 5.将装置置于日光下,并每隔 5 分钟观察一次温度计示数变化及弯导管中液面 高度变化。

实验结果: 通过这次实验, 我们对比分析了四个锥形瓶中的气温及导管中的液面变化情况, 实验结果:
但四个瓶内温度并没有明显的变化,导管中的液面也没有显著的升高,无法进行比较。

实验分析: 实验分析:这次实验现象并不明显,主要是有以下几方面原因:
1.天气状况不好。实验当天太阳照射强度不高,且已转入冬季,气温不高,使 瓶中变化不明显。 2.实验操作不规范,测量不精确。在这次实验过程中,存在几处操作不规范: (1).在向锥形瓶中注入气体时,因注射器损坏,所以改用导管直接向瓶中通入气体,造成 瓶内气体的比例误差大,影响了实验结果; (2).弯导管因制作的困难,所以弯曲程度不同, 因此无法使注入的水等量; (3).温度计和刻度尺的精确度不高,无法测出微小的变化,难 以记录数据。 3.观测时间短,二氧化碳对气温的作用不明显。 4.实验次数少,难以得出明显结果。

实验总结: 实验总结:1.做实验应选择恰当的外部环境。要考虑天气、温度、场所等条件对实验的影
响。 2.应进行规范的操作,减少人为的误差。 3.要根据实验条件,选取合适的实验器材,减少系统上的误差。 4.根据实验的需要,选取合适的测量工具。 5.对一些需长时间观察的实验,应加长实验时间,并进行多次实验,反复观察, 记录数据。

五 . 温室效应的危害
1. 气候转变 : 全球变暖 . 温室气体浓度的增加会减少红外线辐射放射到太空外, 地球的气候因此需要转变 来使吸取和释放辐射的份量达至新的平衡。 这转变可包括‘全球性’的地球表面及大气 低层变暖,因为这样可以将过剩的辐射排放出外。虽然如此,地球表面温度的少许 上升可能会引发其他的变动,例如:大气层云 量及环流的转变。当中某些转变可使地面变暖 加剧(正反馈),某些则可令变暖过 程减慢(负 反馈) 。 利用复杂的气候模式, ‘政府间气候变化专 门委员会’在第三份评估报告估计全球的地面 平均气温会在 2100 年上升 1.4 至 5.8℃。 这预 计已考虑到大气 层中悬浮粒子倾于对地球气 候降温的效应与及海洋吸收热能的作用 (海洋 有较大的热容量)。但是,还有很多未确定的因素会影响 这个推算结果,例如:未来 温室气体排放量的预计、对气候转变的各种反馈过程和海洋吸热的幅度等等。 2. 地球上的病虫害增加 . 温室效应可使史前致命病毒威胁人类 美国科学家近日发出警告, 由于全球气温上升令北极冰层溶化, 被冰封十几万年的史前 致命病毒可能会重见天日,导致全球陷入疫症恐慌,人类生命受到严重威胁。 纽约锡拉丘兹大学的科学家在最新一期《科学家杂志》中指出,早前他们发现一种植物 病毒 TOMV,由于该病毒在大气中广泛扩散,推断在北极冰层也有其踪迹。于是研究员从 格陵兰抽取 4 块年龄由 500 至 14 万年的冰块,结果在冰层中发现 TOMV 病毒。研究员指 该病毒表层被坚固的蛋白质包围,因此可在逆境生存。 这项新发现令研究员相信,一系列的流行性感冒、小儿麻痹症和天花等疫症病毒 可能藏在冰块深处,目前人类对这些原始病毒没有抵抗能力,当全球气温上升令冰层 溶化时,这些埋藏在冰层千年或更长的病毒便可能会复活,形成疫症。科学家表示, 虽然他们不知道这些病毒的生存希望,或者其再次适应地面环境的机会,但肯定不能 抹煞病毒卷土重来的可能性。 3. 海平面上升 .

假若‘全球变暖’正在发生,有两种过程会导致海平面升高。第一种是海水受热膨 胀令水平面上升。第二种是冰川和格陵兰及南 极洲上的冰块溶解使海洋水份增加。 预期由 1900 年至 2100 年地球的平均海平面上升幅度介乎 0.09 米至 0.88 米之间。 全球暖化使一些南太平洋小岛即将没顶, 全球暖化使南北极的冰层迅速融化,海平面不 断上升,世界银行的一份报告显示,即使海平 面只小幅上升 1 米,也足以导致 5600 万发展 中国家人民沦为难民。而全球第一个被海水淹 没的有人居住岛屿即将产生——位于南太平洋 国家巴布亚新几内亚的岛屿卡特瑞岛,目下岛 上主要道路水深及腰, 农地也全变成烂泥巴地。 4. 气候反常 , 海洋风暴增多 . 气候反常, 大陆边缘的城市受到威胁,海平面上升,温带地区气温上升,寒带后退,很多珍惜植物因 为不适应而消失。 5. 土地干旱 , 沙漠化面积增大 . 土地干旱, 中国土地荒漠化、沙化呈局部好转、整体恶化之势。据监测,截至 1999 年,全国荒漠 化土地总面积为 267.4 万平方公里,占国土面积的 27.9%。与 1994 年相比,中国荒漠化仍 呈扩展趋势:1995 年至 1999 年,5 年净增荒漠化土地 5.20 万平方公里,年均增加 1.04 万平 方公里。全国沙化土地总面积到 1999 年为 174.31 万平方公里,占国土总面积的 18.2%。与 1994 年普查同等范围相比,1995 年至 1999 年,5 年沙化土地净增 17180 平方公里,年均增 加 3436 平方公里

六 .温室效应的防治 温室效应的防治
1.保护好海洋,加大对海洋的利用 海洋中有大量的浮游植物及藻类。据测量,海洋中的浮游生物,每年可吸收 25 亿吨的二氧 化碳,藻类的光合作用效率约占全球绿色植物光合效率的 90%。特别是浮游在海洋中的一 种细小藻类,它们吸收二氧化碳的量,可以同陆地高大的植物相媲美,并且这种海藻的繁殖 速度比陆地植物快,加之海洋面积是陆地面积的 2.4 倍,因此利用海洋来减轻温室效应未尝 不是一种好方法。 2.植树造林,增加植被覆盖面积。 据科学家计算,一公顷阔叶林通过光合作用可以吸收一吨二氧化碳,并释放出 0.73 吨氧气; 一公顷公园绿地一天可以吸收二氧化碳 900 千克, 并释放氧气 600 千克。 绿色植物在维持大 气中二氧化碳和氧气的平衡中起着重大作用,所以我们要加大绿化,提倡退耕还林,退牧还 草等政策,增加植被的覆盖率,以遏制温室效应的恶化。 3、鼓励使用太阳能 譬如推动所谓「阳光计划」之类。这方面的努力能使化石燃料用量相对减少,因此对于 降低温室效应具备直接效果。不过,就算积极推动此项方案,对于 2050 年为止的温暖化, 只具四%左右的抑制效果。其效果似乎未如人们的期待。 4. 开发替代能源 利用生物能源作为新的乾净能源。亦即利用植物经由光合作用制造出来的有机物充当燃料, 藉以取代石油等既有的高污染性能源。 燃烧生物能源也会产生二氧化碳, 这点固然是和化石燃料相同, 不过生物能源系从大自然中

不断吸取二氧化碳作为原料, 故可成为重覆循环的再生能源, 达到抑制二氧化碳浓度增长的 效果。

七.实验研究结论 实验研究结论
通过这次研究, 我们觉得温室效应的形成主要是因为社会工业导致了大量的温室气体的 产生,并且大多数都没有经过处理便直接排放,加之深林面积锐减,影响了碳的循环,因此 导致了全球的气温上升,即所谓的温室效应。也正是因为这样,引发了一系列问题:如冰川 的融化,海平面的上升,灾难性气候的频发等。其实,这些都是因为气温升高而引起自然环 境的变化,致使大量物种的生存环境发生变法而受到威胁,直接的影响到我们的生存环境。 所以我们也就开始有了一系列的措施, 如植树造林等。 这些措施要么是从产生的后果上去处 理,要么就是从问题的根本上去治理,总的方向还是好的! 可问题就是在各国的具体执行上,各国的合作力度并不强。如不久之前召开的哥本哈 根气候大会,就有不少媒体评论这只是空谈!其实只要去看往届的气候大会,不难发现,往 往签订的只是“协议” 。所以,我们有以下几点建议: 1.国家加强法律法规的制定,引导控制温室效应的斗争,并且加大执法力度,落实各项 工作,不要只是空谈,而不付诸更多的行动。 2.国家通过法律手段,打击、淘汰高污染企业,引导企业走向正规、环保之路。 3.国家加大宣传力度, 加大对有关温室效应知识的普及, 使更多的人了解到温室效应的 危害,让更多人参与到温室效应的防治中去。 4.各国加大合作力度,共同努力,在危及到我们生存环境的问题上决不能含糊! 5.全民关注,全民参与。大家应紧密团结在一起,主动地去了解温室效应,不应该置之 度外。 其实,温室效应已经给我们造成了严重的危害,仅凭一个人或一个国家,已无法遏止, 这需要所有人的团结与努力。

八.实验反思
通过这次实验,我们深深地认识到了我们人类在发展的过程中,对地球造成了巨大的 伤害。我们对二氧化碳的认识已经不只是片面的了。在短期内,它对我们人类的影响虽然不 大,但在不久的将来,我们便可清楚地认识到它对我们的危害有多大,认识到我们人类所犯 下的罪行有多大,认识到我们所失去的有多大。趁着我们的地球还很美,趁着南极的大地上 还有一块冰, 趁着地球还未对我们失望, 我们每个人都行动起来吧! 为地球的美貌而做奉献, 为地球的永生而做奉献,为生在地球的每一个生命而做奉献!

九.倡议书
朋友,你可喜欢北国的千里冰封,万里雪飘?你可喜欢在沙滩上晒日光浴?可你又是否 知道,这些景色正遭到破坏,或许在将来的某一天,再也无法看到这一切! 温室效应对地球的危害日益严重,已经影响到了我们的正常生活,你是否有过夏天被 热浪逼在家中不敢出门的经历, 你是否有度过一个不冷的冬天; 你是否有见过一只企鹅站在

一小块浮冰上漂泊的凄凉景象,这一切都是因为气温的升高,温室效应的结果。 让我们一起努力,阻止温室效应的继续恶化!朋友,我们学生并不是什么都不能做, 什么都做不了,我们个人的力量虽然微弱,但却不能忽略不计,只要我们团结在一起,一定 可以给地球“降降温” 。朋友,你个人奋斗孤独吗?如果孤独的话,去联系更多志同道合的 朋友吧!让我们团结在一起,由点到线,再到面,汇成一股强大的力量。朋友,为防治温室 效应做出贡献,并不要求我们做出惊天动地的大事,我们可以去做简单的宣传工作,使更多 的人关注温室效应;或者是种几棵树,不也是尽了一份力吗? 朋友,防止温室效应的日益严重,你就是关键!

十.学生寄语
我们要保护环境,保护我们唯一的地球,让人类以及地球上的生物衍衍不息的生 存下去。 ——林智豪 今天,置身于实验研究;明天,投身于环境保护,希望我们都能做到! ——徐健煜 保护环境,人人有责。为了自身的未来,也为了子子孙孙也能拥有一个美好的世 界,大家都应该加油! ——黄家骏 人的生命是唯一的,地球也是唯一的。 《2012》的场景不仅只会出现在电影里, 也可能出现在我们身边。拯救生命,保护地球。 ——伍沛逸 保护环境,你的一小步,人类的一大步。 —— 张 伟


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