| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
STB-4 | STB-4.A |
|
全球变化
AP 环境科学 · 第 9 主题
9.1
平流层臭氧耗损
大纲
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
平流层高处的臭氧层(ozone layer)吸收有害的紫外线(ultraviolet)辐射。氯氟烃(CFCs)(chlorofluorocarbons,曾用于冷却剂和喷雾)向上漂移并释放破坏臭氧的氯,使它变薄(南极"臭氧洞")。更多 UV 到达表面提高皮肤癌、白内障和作物损害。

| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| ozone layer | 臭氧层 | chòu yǎng céng |
| ultraviolet | 紫外线 | zǐ wài xiàn |
9.2
减少臭氧耗损
大纲
| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
STB-4 | STB-4.B |
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来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
蒙特利尔议定书(Montreal Protocol)(1987)在全世界逐步淘汰 CFCs,而且是一个罕见的环境成功——臭氧层正在缓慢恢复。替代品(像 HFCs 和 HCFCs)替换了 CFCs,尽管一些本身是温室气体。
| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| Montreal Protocol | 蒙特利尔议定书 | méng tè lì ěr yì dìng shū |
9.3
温室效应
大纲
| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
STB-4 | STB-4.C |
|
STB-4.D |
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来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
温室效应(greenhouse effect)保持地球温暖:温室气体(greenhouse gases)让阳光进入但截留外出的红外热。这个自然的效应使地球可居住。问题是增强的温室效应——人类添加截留更多热的额外气体。

| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| greenhouse effect | 温室效应 | wēn shì xiào yìng |
| greenhouse gases | 温室气体 | wēn shì qì tǐ |
9.4
温室气体的增加
大纲
| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
STB-4 | STB-4.E |
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来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
人类活动提高温室气体:来自燃烧化石燃料和森林砍伐的 $\text{CO}_2$、来自牲畜、填埋场和稻田的甲烷(methane),和来自肥料的一氧化二氮(nitrous oxide)。甲烷每分子截留的热远多于 $\text{CO}_2$ 但没那么丰富。
为了公平地比较各种气体,我们使用全球变暖潜能值(GWP)(global warming potential)—— 相对于 $\text{CO}_2$,一单位某气体在一段设定的时间内截留多少热。$\text{CO}_2$ 是基准,GWP = 1,所以其他每一种气体都以它为参照来衡量。按 GWP 排序:CFCs 最高,然后是一氧化二氮,再是甲烷 —— 它们每分子截留的热都远多于 $\text{CO}_2$。但仅凭 GWP 并不能决定影响:$\text{CO}_2$ 总体上仍造成最多的变暖,因为它的排放量大得多。考试要求两方面都答到 —— 高的 GWP 以及排放了多少。

| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| CFCs | 氯氟烃 | lǜ fú tīng |
| methane | 甲烷 | jiǎ wán |
| global warming potential (GWP) | 全球变暖潜能值 | quán qiú biàn nuǎn qián néng zhí |
9.5
全球气候变化
大纲
| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
STB-4 | STB-4.F |
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来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
气候变化(global climate change)是来自增强温室效应的气候的长期转变:上升的平均温度、融化的冰、上升的海平面(sea levels)、更极端的天气,和转变的降雨。它在全世界扰乱生态系统、农业和人类社区。

| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| Global climate change | 气候变化 | qì hòu biàn huà |
| sea levels | 海平面 | hǎi píng miàn |
9.6
海洋变暖
大纲
| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
STB-4 | STB-4.G |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
随着气候变暖,海洋吸收大部分额外的热。海洋变暖造成珊瑚白化(coral bleaching)(珊瑚排出它们的藻类并能死亡)、转变物种范围、减少溶解氧,并——随着融化的冰——通过热膨胀(thermal expansion)提高海平面。

| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| coral bleaching | 珊瑚白化 | shān hú bái huà |
9.7
海洋酸化
大纲
| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
STB-4 | STB-4.H |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
海洋吸收我们约四分之一的 $\text{CO}_2$,它形成碳酸——海洋酸化(ocean acidification)。更低的 pH 使珊瑚、贝类和浮游生物更难建立碳酸钙(calcium carbonate)壳和骨骼,威胁海洋食物网。
How the ocean acidifies
Oceans absorb CO$_2$, which forms carbonic acid and lowers seawater pH. Even a small drop is a big rise in acidity (the scale is logarithmic) and harms shell-builders.
| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| ocean acidification | 海洋酸化 | hǎi yáng suān huà |
| calcium carbonate | 碳酸钙 | tàn suān gài |
9.8
入侵物种
大纲
| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
EIN-4 | EIN-4.A |
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来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
一个入侵物种(invasive species)是一个扩散并伤害它新生态系统的非本地物种。没有自然的捕食者,它在竞争中胜过本地种、传播疾病,并减少生物多样性(葛藤、斑马贻贝、缅甸蟒)。人类贸易和旅行把它们四处移动。

| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| invasive species | 入侵物种 | rù qīn wù zhǒng |
9.9
濒危物种
大纲
| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
EIN-4 | EIN-4.B |
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来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
一个濒危物种(endangered species)有灭绝的风险。原因被总结为 HIPPO:栖息地(Habitat)丧失、入侵(Invasive)物种、污染(Pollution)、人口(Population)(人类)增长,和过度采收(Overharvesting)。保护包括法律(濒危物种法案)、保护区和圈养繁殖。

A population under pressure
When deaths outpace births, a population falls toward extinction. Below a critical size, low genetic diversity and chance events make recovery harder.
| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| endangered species | 濒危物种 | bīn wēi wù zhǒng |
9.10
人类对生物多样性的影响
大纲
| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
EIN-4 | EIN-4.C |
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来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
栖息地丧失、气候变化、污染、入侵物种和过度开发一起,正在驱动一个快速的生物多样性丧失——一些人称它为第六次大灭绝。减少这些压力、保护栖息地和可持续的做法是减慢它并保护所有生命依赖的生态系统服务的方式。
一个具体且被大量考查的驱动因素是栖息地破碎化(habitat fragmentation):大片连续的栖息地被道路、管道和开发割裂成更小的、孤立的斑块。破碎化比单纯的面积丧失更糟,因为小斑块把种群彼此隔开,降低遗传多样性,并把更多边缘暴露给捕食者和入侵物种。

Worked example. 大气 CO$_2$ 从工业化前的约 280 ppm 上升到今天的约 420 ppm。百分比增加是 $\dfrac{420-280}{280}\times100\% = \dfrac{140}{280}\times100\% = 50\%$。主要长寿命温室气体这大约 50% 的上升是增强温室效应和现代变暖的核心驱动因素。
| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| habitat fragmentation | 栖息地破碎化 | qī xī dì pò suì huà |
| The ozone hole | 臭氧洞 | chòu yǎng dòng |
| A glacier | 冰川 | bīng chuān |
9.10
考试技巧
- 把臭氧消耗(CFCs 让进更多 UV)和气候变化(温室气体截留更多热)当作两个不同的问题。
- 解释自然的温室效应和来自额外 CO₂ 和甲烷的增强版本。
- 连接海洋变暖(珊瑚白化)和海洋酸化(CO₂ → 碳酸 → 更弱的壳)。
- 一个入侵物种危险,因为它在它的新家里没有自然的捕食者。
- 用 HIPPO 总结对生物多样性的威胁(Habitat 栖息地丧失、Invasive 入侵物种、Pollution 污染、Population 人口、Overharvesting 过度采收)。
本主题的互动课程
逐步学习,并即时检测练习。