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(共26张PPT)
13.5 跨学科：全球变暖与水资源危机
一、全球变暖的成因与现状
全球变暖是指由于人类活动和自然因素的影响，地球表层大气、海洋和陆地温度持续上升的现象。自工业革命以来，全球平均气温已上升约 1.1℃，且升温速度不断加快。
（一）主要成因
温室气体排放：人类大量燃烧煤炭、石油、天然气等化石燃料，释放出大量二氧化碳（CO ）、甲烷（CH ）等温室气体。这些气体像 “温室” 一样阻碍地球表面热量的散发，导致全球气温升高。例如，煤炭燃烧是二氧化碳的主要来源，而畜牧业和垃圾填埋则会产生大量甲烷。
森林砍伐：森林具有吸收二氧化碳的重要作用，被称为 “地球之肺”。但由于人类过度砍伐森林用于农业、工业和城市化建设，全球森林面积不断减少，导致二氧化碳吸收能力下降，加剧了温室效应。
土地利用变化：城市化进程中，水泥、沥青等不透水地面取代了自然植被，改变了地表的反射率和热量交换方式，导致城市热岛效应加剧，进而影响全球气候。
（二）现状与趋势
根据联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）报告，若不采取有效措施，到本世纪末全球平均气温可能上升 2.5-4℃。目前，全球极端天气事件频发，如高温热浪、暴雨洪涝、干旱等，这些都与全球变暖密切相关。北极冰盖融化速度加快，海平面不断上升，威胁着沿海地区的生态环境和人类生存。
二、全球变暖对水资源的影响
水是生命之源，全球变暖通过改变水循环过程，对水资源的分布、质量和可利用性产生深远影响，引发了严重的水资源危机。
（一）冰川融化与海平面上升
冰川退缩：全球变暖导致高山冰川和极地冰盖加速融化。例如，喜马拉雅山脉的冰川在过去几十年中退缩了约 30%，青藏高原的冰川储量不断减少。冰川是许多河流的源头，冰川融化短期内可能增加河流水量，但长期来看，冰川消失将导致河流断流，影响下游地区的水资源供应。
海平面上升：冰川融化和海水热膨胀共同导致海平面上升。近百年来，全球海平面已上升约 20 厘米，且上升速度逐年加快。海平面上升会淹没沿海低地，导致咸水入侵沿海地区的地下水和河流，污染淡水资源，使沿海地区可用淡水量减少。
（二）水循环失衡与极端水文事件
降水分布不均：全球变暖改变了大气环流模式，导致降水在时间和空间上的分布更加不均。高纬度地区和部分湿润地区降水增加，而中纬度干旱和半干旱地区降水减少，加剧了干旱程度。例如，非洲萨赫勒地区近年来干旱频发，而亚洲季风区则暴雨洪涝灾害增多。
蒸发量增加：气温升高使水体蒸发量显著增加。在干旱和半干旱地区，蒸发量大于降水量，导致湖泊萎缩、河流干涸、土壤荒漠化。例如，中亚的咸海由于蒸发加剧和上游用水增加，面积已缩小约 90%，面临干涸的危机。
极端水文事件频发：全球变暖导致暴雨、洪涝和干旱等极端水文事件的频率和强度增加。暴雨容易引发洪水，造成水土流失和水资源污染；而长期干旱则导致农作物减产、水资源短缺，威胁人类的生产生活和生态环境。
（三）水资源质量下降
水温升高：水体温度升高会降低水中溶解氧含量，影响水生生物的生存和繁殖，破坏水生态系统平衡。同时，水温升高还会促进藻类生长，引发水体富营养化，导致水质恶化。
污染物扩散：极端降水会携带大量地表污染物进入水体，污染河流、湖泊和地下水。而干旱则会导致水体流动性降低，污染物浓度升高，进一步加剧水质恶化。
三、水资源危机的表现与影响
全球变暖引发的水资源危机已成为制约全球可持续发展的重要因素，对生态环境、人类健康和社会经济产生了多方面的影响。
（一）淡水资源短缺
全球约有 20 亿人生活在水资源紧张的地区，预计到 2050 年，这一数字可能增加到 30-40 亿。许多国家和地区面临着水资源供不应求的局面，农业灌溉用水、工业生产用水和居民生活用水都受到严重影响。例如，中东和北非地区是全球水资源最匮乏的地区之一，许多国家不得不依赖海水淡化来满足用水需求。
（二）生态环境恶化
水资源短缺和水质恶化导致湿地萎缩、河流断流、湖泊干涸，破坏了生态系统的完整性和稳定性。许多水生生物和依赖水资源的陆生生物面临灭绝的危险，生物多样性减少。例如，中国长江流域的一些湖泊由于水资源过度开发和污染，生态功能严重退化，鱼类种类和数量大幅减少。
（三）社会经济影响
农业减产：农业是用水大户，水资源短缺会导致农作物减产，影响粮食安全。在干旱地区，农民不得不减少种植面积或放弃灌溉，造成经济损失和粮食短缺。
工业受限：许多工业生产需要大量用水，水资源短缺会制约工业发展，导致工厂停产或搬迁，影响经济增长和就业。
健康威胁：水质恶化会传播疾病，如霍乱、伤寒等，威胁人类健康。同时，高温干旱环境也容易引发中暑、心血管疾病等健康问题。
冲突加剧：水资源分配不均可能引发地区之间、国家之间的冲突。在一些跨国河流流域，上下游国家之间因水资源利用问题时常发生争端，影响地区稳定与和平。
四、跨学科视角下的应对策略
解决全球变暖与水资源危机需要多学科的协同合作，结合自然科学、社会科学和工程技术等多个领域的知识和方法，采取综合应对措施。
（一）减少温室气体排放
能源转型：发展清洁能源，如太阳能、风能、水能、核能等，替代化石燃料，减少二氧化碳排放。这需要物理学、化学、工程学等学科的技术支持，研发高效的能源转换和存储技术。
提高能源效率：通过改进工业生产工艺、推广节能建筑和节能交通工具等，提高能源利用效率，减少能源消耗和温室气体排放。这涉及到工程学、材料科学、经济学等多个学科的知识。
（二）水资源管理与保护
水资源节约：推广节水技术和节水器具，提高农业灌溉效率（如滴灌、喷灌技术），加强工业用水循环利用，减少生活用水浪费。这需要农学、工程学、社会学等学科的合作，制定合理的节水政策和推广措施。
水资源开发：建设水利工程，如水库、跨流域调水工程等，调节水资源的时空分布。同时，发展海水淡化、雨水收集、地下水回灌等技术，增加水资源供应。这依赖于水利工程学、环境科学、海洋科学等学科的技术创新。
水资源保护：加强水污染治理，控制工业废水、农业面源污染和生活污水排放，保护河流、湖泊、地下水等水源地的生态环境。这需要环境科学、生物学、化学等学科的知识和技术支持。
（三）生态修复与适应
生态修复：通过植树造林、退耕还林还草、湿地保护等措施，恢复生态系统的水源涵养和调节功能，改善水资源状况。这涉及到生态学、林学、环境科学等学科的理论和实践。
气候适应：制定适应气候变化的水资源管理策略，如建立水资源应急储备体系、调整农业种植结构、加强城市防洪排涝设施建设等。这需要气象学、水文学、社会学、经济学等多个学科的综合研究。
（四）国际合作与政策支持
全球变暖与水资源危机是全球性问题，需要国际社会的共同努力。通过国际合作制定全球气候协议和水资源管理公约，协调各国的行动，共同应对挑战。同时，政府需要制定相关的政策法规，如碳排放交易制度、水资源保护法等，引导社会各界参与到应对行动中来。这需要政治学、法学、经济学、国际关系等学科的理论支持和实践指导。
五、课堂小结
全球变暖主要由温室气体排放、森林砍伐和土地利用变化等因素引起，导致全球气温上升和极端天气事件频发。
全球变暖通过冰川融化、水循环失衡和水质恶化等途径，引发了严重的水资源危机，影响生态环境、人类健康和社会经济发展。
解决全球变暖与水资源危机需要跨学科合作，采取减少温室气体排放、加强水资源管理与保护、进行生态修复与适应、加强国际合作与政策支持等综合措施。
每个人都可以为应对全球变暖与水资源危机贡献力量，如节约能源、节约用水、减少废弃物排放等。
六、实践活动
以小组为单位，收集本地关于全球变暖影响水资源的具体案例，分析其成因和影响，并提出针对性的应对建议，形成一份调查报告。
设计一个 “节水节能” 宣传方案，利用物理学、生物学、社会学等学科知识，制作宣传海报或短视频，在学校或社区进行宣传。
开展一次模拟联合国气候大会活动，扮演不同国家的代表，就全球变暖与水资源危机问题进行讨论和协商，制定一份 “全球行动协议”。
2024沪科版物理九年级全册
13.5跨学科：全球变暖与水资源危机
第十三章 温度与物态变化
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
学习目标
了解常见的水污染及水资源现状。（重点）
02
了解温室效应给人类带来的影响。
01
了解全球变暖和水资源危机下我们能做的事。（重点）
03
2013年，联合国政府间气候变化专门委员会的报告会指出，从19世纪以来的百年间，全球气温升高了1.4~5.8℃，全球气候呈变暖的趋势。
一、全球变暖及其影响
现代工业大量使用矿物燃料（如煤、石油、天然气等）作为能源，排放出CO2等多种温室气体，这些温室气体使太阳的热量聚集在地球周围，导致温室效应加剧，使全球变暖。
一、全球变暖及其影响
全球变暖会引起地球南、北两极的冰山熔化，这将使低地被淹；海岸被冲蚀；地表水和地下水盐分增加，影响城市供水；沿海和岛国居民生活受到严重威胁。
1.海面上升的影响
一、全球变暖及其影响
2.对动、植物的影响
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。
一、全球变暖及其影响
3.对农业的影响
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。
一、全球变暖及其影响
4.对人类健康的影响
（1）全球气候变暖直接导致部分地区夏天出现超高温，心脏病及引发的各种呼吸系统疾病，每年都会夺去很多人的生命，其中又以新生儿和老人的危险性最大。
（2）全球气候变暖导致臭氧浓度增加，低空中的臭氧是非常危险的污染物，会破坏人的肺部组织，引发哮喘或其他肺病。
（3）全球气候变暖还会造成某些传染性疾病传播。
一、全球变暖及其影响
水是一切生物生存的重要物质，也是工农业生产、经济建设不可缺少的自然资源。
认知与了解
二、水资源危机及其影响
地球上的水，尽管数量巨大，而能直接被人们生产和生活利用的，却少得可怜。首先，海水又咸又苦，不能饮用，不能灌溉，也难以用于工业。其次，淡水只占总水量的2.6%左右，其中的绝大部分（占99%），被冻结在远离人类的南北两极和冻土中，无法被利用，只有不到1%的淡水，它们散布在湖泊里、江河中和地底下。与全世界总水量比较起来，淡水量真是九牛一毛。
水资源现状
二、水资源危机及其影响
造成水严重缺乏的主要原因之一是水的污染。
而污染水资源的罪魁祸首又是谁呢？
它们是生活污水、工业废水、工业固体废物、生活垃圾等任意排放和倾倒。
造成水资源危机的原因
二、水资源危机及其影响
农田荒废
水资源危机的影响
二、水资源危机及其影响
赤潮
大量鱼死亡
水资源危机的影响
二、水资源危机及其影响
“碳”相关的自然资源使用是导致全球变暖的元凶。因此，为减缓全球变暖，人们开始追求在一定时间内碳排放达到峰值(碳达峰)，然后在一定时间内碳的排放量实现正负抵消，达到相对“零排放”(碳中和)。这是人类珍爱地球、保护环境的一大举措。我国在第75届联合国大会上提出“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”，这显示了有担当的大国风范。
助力“碳达峰”“碳中和”
三、爱护地球，从我做起
从1993年起，联合国将每年的3月22日定为世界水日。
绿色的圆形代表地球，标志留白部分像一只手托起一滴水。手是字母J和S的变形，寓意节水，表示节水需要公众参与，鼓励人们从我做起，人人动手节约每一滴水；手又像一条蜿蜒的河流，象征滴水汇成江河。
保护水资源
三、爱护地球，从我做起
（1）防治水污染；
（2）植树造林，保护植被，防止水土流失；
（3）推广节水农业技术节约灌溉用水；
（4）生活、生产用水经迅处理，重复利用；
（5）改进工业生产流程，推广省水节水器具等。
保护水资源的措施
三、爱护地球，从我做起
[主题情景]
从降雨模式不可预测到冰盖融化、海平面上升、洪水和干旱——气候变化的大部分影响都可以归结为水资源的问题。 气候变化正在加剧与水有关的危害(如洪水和干旱)，因为气温不断上升破坏了降水模式和整个水循环。
任务一
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5
1
1．“全球变暖”已成为世界各国高度重视的环境问题。以下与“全球变暖”直接相关的是(　　)
A．酸雨 B．白色污染
C．温室效应 D．臭氧层空洞
C
了解全球变暖和水资源危机
2．看了如图所示的漫画，你觉得全球气候变暖导致的后果是(　　)
A．全球沙漠变成绿洲
B．北极冰川面积变大
C．海平面上升
D．全球降水持续增加
C
2
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5
1
3．下列做法中有利于淡水资源的利用和保护的是(　　)
A．任意排放工业废水
B．植树造林，修建水库
C．大量推广使用农药和化肥
D．任意排放生活污水
B
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1
4．[跨学科·地理]如图所示的是大自然中水循环现象的示意图。江、河、湖、海以及大地表层中的水不断蒸发变成水蒸气。当含有很多水蒸气的空气升入高空时，水蒸气的温度降低凝成小水滴或凝成小冰晶，这就形成了云。在一定条件下，云中的小水滴和小冰晶越来越大，就会下落。在下落过程中，小冰晶又变成小水滴，与原来的水滴一起落到地面，这就形成了雨。
任务二
爱护地球
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(1)水从何而来：“水蒸气的温度降低凝成小水滴”________；“或凝成小冰晶”______；“小冰晶又变成小水滴”________(前三空均填物态变化名称)；上面涉及的三种物态变化中，属于放热的是_____________。
(2)向天取水：在干旱地区可通过飞机把干冰(固态二氧化碳)撒到云层中，干冰一旦进入云层，就很快__________成气体，并从周围__________大量的热，使云层温度下降，空气中的水蒸气迅速凝结成小水滴或小冰晶，导致降雨。
液化
凝华
熔化
液化、凝华
升华
吸收
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(3)节约用水：我国属于缺水国家，节约用水应从我做起，请你写出日常生活中的两项节水措施：
________________、___________________________。
用洗衣水冲厕所 用洗完米的水浇花(合理即可)
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5．如图所示的是小华制作的一简易海水淡化装置，
装置底部是一个盛有海水的容器A，上部盖着一个透明玻璃罩B。太阳光通过透明玻璃罩照射容器A内的海水，产生大量水蒸气，水蒸气在透明罩内壁凝结成水珠，通过收集即可得到淡水。
(1)上述过程中发生的物态变化是先________后________。
(2) [开放性设问]为了提高获得淡水的速度，请你给该装置提出一条改进建议：__________________________________。
汽化
任务三
开发水资源
液化
给容器A内的海水加热(合理即可)
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全球变暖与水资源危机
全球变暖及其影响
水资源危机及其影响
爱护地球，从我做起
谢谢观看！

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