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10月28日下午，由地理与海洋科学学院院长鹿化煜教授主持的《科学之光——自然地理学新发现》课程开课。 在课程第一讲正式开始之前，本科生院常务副院长、新生学院执行院长徐骏教授致辞，鼓励同学们“文科生有科学精神、理工生有人文情怀”，做到“领略科学前沿、全面综合发展”。并为鹿化煜教授颁发了“科学之光”首席教授的聘书。
图1 徐骏教授为鹿化煜教授颁发聘书 本次课程以《自然地理学：认识地球表层系统的科学》为主题，鹿化煜教授从自然地理学的定义开始娓娓道来，用生动的举例向同学们介绍了地貌、气候、水文、土壤、生态五大地球表层自然要素的基本概念及其与人类活动的联系，并指出自然地理学正是研究这些自然要素的空间特征、变化规律及其原因的科学，是研究表层地球系统的科学。自然地理学在解决人类发展面临的资源和环境问题中，发挥着重要作用。
图2 同学们认真听讲 全球变暖是现代社会面临的典型而重要的科学问题。全球变暖实际上是大气圈、生物圈、土壤圈、海洋以及人类圈碳转化驱动的结果，是地球系统科学的前沿问题，也是自然地理学关心的重点问题。鹿化煜教授从不同时间尺度全球温度与大气二氧化碳浓度变化关系出发，向大家介绍了全球气候变暖背后的科学发现与进展，以及如何从自然地理学的角度认识全球变暖这一科学问题。在最近140年，全球平均温度上升最大值达到1.4℃; 在人类从1950年代直接观测大气CO2含量以来，过去63年中大气CO2含量增加了105 ppm (ppm是浓度单位，百万分之一)，因此，国际社会把现代全球变暖归因于人类活动排放的大量CO2驱动温室效应的结果。在地质历史上，全球气候发生过巨大的万年尺度的冷暖波动，其中寒冷的时期称为冰期，温暖的时期称为间冰期。随着冰期-间冰期的旋回，全球不同区域的温度发生了5-12°C的波动，地球表层气候和生物带也随之产生了巨大的变化。在这种自然变化背景下，全球大气CO2含量平均值在180-280 ppm之间波动。气候历史的变化规律告诉我们，大气CO2含量约100 ppm的变化，就伴随着气候冰期-间冰期的巨大变化。在过去63年的时间里，大气CO2含量增加了100 ppm, 这一值已与过去气候冰期-间冰期大气CO2含量的差值相等。在自然背景下，大气CO2含量发生100 ppm的变化需要数千年甚至上万年，而现在在60余年的时间里，大气CO2含量就增加了100 ppm, 这样快速的变化在全球温度、光合作用、极地冰雪、大气和海洋环流、土壤过程以及水文循环等方面，会产生什么响应和后果，是现代自然地理学家必须回答的科学问题，也是社会关注的重要问题，但还没有答案。鹿化煜教授鼓励同学们学好自然地理学的基本概念和基础理论，为全面认识和解决这些问题打好基础。
图3 过去80万年地球大气温室气体含量与南极温度变化 随后，鹿化煜教授以亚洲粉尘对全球气候变化的反馈作用为例，向同学们介绍了自然地理学要素复杂的相互作用过程，及其在认识现代环境变化和发展自然地理学理论中的重要意义。亚洲内陆排放的粉尘，通过西风和季风环流的传输，在北半球中纬度地区飘扬，并在北太平洋开阔海域沉积。粉尘传输携带大量的营养元素，特别是海洋中贫乏的铁元素。粉尘的输入为贫瘠的海洋表层补充了营养元素，促进了藻类等浮游生物的生长，大量低等生物的繁荣，促进了大洋生物量的发展；由于生物量的增大，海洋-大气交换的碳被吸收到海洋。这一过程消耗了大量大气中的CO2，是温室效应的“逆过程”。揭示这一过程的规律和机制，对于认识大气中的CO2含量变化，具有重要的意义。但是，人类对于这一过程的认识非常有限，对粉尘排放和生物生产率效率的定量评估不足，成为自然地理学前沿的难题。鹿化煜教授讲到解决这个问题，需要地貌、气候、生态、海洋、遥感、大气环流等基础知识，这是标准的自然地理学问题，也是标准的地球系统科学的问题，体现了现代自然地理学与地球表层系统科学的全面融通。同时，鹿化煜教授介绍了解决这个问题的研究方法，包括野外考察与采样、实验室测试与遥感图像解译、计算机模拟等。近年来，南京大学开展的粉尘排放及传输研究成果显著，为亚洲粉尘量的估算提供了重要依据。 最后，鹿化煜教授向同学们介绍了南大地理学先进的实验平台，勉励同学们向南京大学地理学创始人、杰出的先辈竺可桢先生学习，成为高水平地理学家。 随着下课铃声响起，本次课程在同学们的热烈掌声中结束。 |
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