一、摘要
二氧化碳是空气中常见的化合物,其分子式为CO?,由两个氧原子与一个碳原子通过共价键连接而成,常温下是一种无色无味气体,密度比空气略大,能溶于水,与水反应生成碳酸。固态二氧化碳俗称干冰。二氧化碳被认为是造成温室效应的主要来源。
二氧化碳能吸收地面的长波辐射,就像一个大棉被盖在半空中,使大气不断变暖,使得地球平均气温越来越高,这就是温室效应。
作本论文的目的是研究近几年来二氧化碳在大气中的含量与地球温度的关系,资料表明当全世界的平均温度升高1℃,巨大的变化就会产生:海平面会上升,山区冰川会后退,积雪区会缩小。
推算未来如果不采取措施的话二氧化碳含量将为多少,地球温度将变化多少,将造成怎样的危害,也给人们以危机感。 二、问题的提出
通过资料了解二氧化碳过多的危害,以及地球温度上升与其有极大关联和地球温度上升将带来的危害。因此想研究一下近年来二氧化碳(单位ppm)与年份的函数关系,预测2020年二氧化碳浓度,提升人们的危机意识,呼吁保护地球。 三、问题的分析
根据资料及生活实际,因现代科技越来越发达,二氧化碳排量越来越多,所以猜想CO?与年份应呈正相关。 四、模型的假设
假设两者关系为① f(x)=ax-b(a,b∈R)x为自变量(左图) ② f(x)=ax2+bx+c(a,b,c∈R,x>0)(二次函数的右半部分)(右图) 这两种模型。 五、模型的设计
建立平面直角坐标系,x轴为年份(年),y轴为二氧化碳大气浓度(ppm) 假设模型见“四、模型的假设” 六、模型的解法与结果
首先通过已有文献给出1948年至2013年这65年来大气中CO。浓度数据与年份的条带坐标数据关系;
CO?浓度与年份的表格数据如表1所示(此组数据还有待更全面的数值分析予以补充); X 年份(年)
(
)
Y CO?浓度(ppm) 1
1948 1958 1968 1978 1988 1998 2008 2013 利用图形计算器做出散点图如图
310 315 324 334 350 360 384 399
再进行拟合(选“二次”)
得到函数y(二氧化碳浓度)与x(年份)的函数关系并复制(如图) 再绘制图像(如下左图)
2
得x=2020时,y=419
由此可以预估,若不采取任何措施,到2020年二氧化碳浓度将达到419ppm。
再如上图,x=2045时,y=500
也就是说,如果不采取措施,到2045年,二氧化碳浓度将达到500ppm,此时,珊瑚虫将濒临灭绝,大堡礁全部消失,全球珊瑚礁也将随之消失。海洋会因溶解过多二氧化碳,酸度增加,导致物种灭绝。地球温度将提高2℃。而地球温度升高2℃,南极冰盖将全部融化,沿海地区被淹没,传染病流行,全球谷物产量下降,粮食危机,大量人口迁移。 六、模型结果的分析与检验
检验:重新经过上述所有步骤,暂未发现计算问题。 误差分析:
误差的可能造成原因有:1、数据测定有误差
2、拟合不是100%完全符合散点图 七、模型的评价
采用二次函数型较益于计算,而其拟合度超过其他函数,因此采用二次函数模型。
改进方向:可以加入与地球气温的关系。但由于暂未找到有关地球温度方面的数据,所以此次没有操作。 八、参考文献:
http://www.szns.gov.cn/publish/main/1/7/11/8_11_23008/index.html http://wenku.http://www.diyifanwen.net//view/1f530d48767f5acfa1c7cd4e.html http://news.xkb.com.cn/guoji/2011/1208/174061.html
http://baike.http://www.diyifanwen.net//link?url=WThV9-YpEs5yOmwVnyQswuGfdrLGHhCR0iD-MMmnTUi0zF74zutp5CHgv1sOtr8r
http://news.jinghua.cn/351/c/201111/29/n3552526.shtml 九、附录
采用的电脑程序: 1、几何画板
2、fx-CG10_20 Manager PLUS (90 Day Trial) 3、Microsoft?Word2007
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