地球系统的统一性及其科学思辩

在描述地球系统科学产生、发展、学科概念和技术优势基础上,对地球系统科学认识论的基础和前提——地球系统的统一性展开了研究,提出了地表各圈层尽管都有各自的成因机制和演化过程,但却有统一的运动规律;对人类活动有直接影响又深受人类活动干扰的生物地球化学循环和物理气候系统存在着密切关系。这种研究思路将为解释地球动力、地球演变、全球变化、人地关系等迫切需要解释的科学和实践问题提供科学基础。     

天地生人系统与大地球科学

２０世纪５０年代以来 ,地球科学的发展异常迅速 ,其基本特征是从以分析为主向以综合为主的方向转变。综合是有层次的。首先是在单个地球圈层层次上 ,如２０世纪６０年代板块构造假说的建立 ,使人们认识到岩石圈是一个不断产生和消亡的有机整体 ;再到多个地球圈层层次上 ,如２０世纪８０年代由美国学者提出的地球系统科学 ,它以多个地球自然圈层构成的地球系统为研究对象［１］。２０世纪９０年代国际上开始实施的地圈生物圈计划 ,就是以它为指南。地球系统科学是一门大地球科学［２］但仍属于自然科学范畴。几乎与此同时 ,中国有些学者已开…     

地球系统科学模拟有关重大问题

从20世纪70年代开始,科学家们已经开始把大气、海洋、冰雪和陆面四个圈层作为一个整体来考虑,既研究各圈层内部的物理过程也研究其间的相互作用,这实际上是一个物理气候系统.进入21世纪,人们的视野从物理气候系统扩展到了地球系统,进一步考虑生态系统、空间天气和固体地球系统,通过研究圈层内部的物理、化学和生物地球化学过程以及圈层之间的能量、动量和物质交换来了解地球能量过程、生态过程和新陈代谢过程的运行规律.人们越来越重视诸如碳、氮循环等生物地球化学耦合过程在气候系统中的作用及人类活动对这些循环过程的影响.地球系统模式基于地球各圈层中的物理、化学和生物过程建立起来的数学方程组,然后用数值计算方法求解,编制成一种大型综合性计算程序.地球系统模式是迄今为止最复杂和最具综合性的科学数值模拟工具,是地球系统科学理论和知识的集大成.地球系统模式的先进性,体现了一个国家在地球系统科学研究的核心竞争力,是衡量一个国家地球科学研究综合水平的重要指标.建成国际领先的地球系统模式对大幅度提升我国在地球系统科学领域的水平具有不可替代的作用.本文概述了地球系统数值模拟研究的科学意义、国家需求、国际发展趋势、我国已经取得的成就和未来的发展目标和任务.     

资源环境与21世纪地球科学发展趋势

在分析了当代人口增长、资源环境态势与地球科学发展历史及地球科学研究发展趋势后指出 ,从人口、资源、环境、发展角度分析 ,2 1世纪地球科学研究将沿三大科学领域转变 :即由研究地球系统演化历史向研究地球系统过去、现在与未来的方向转变 ;由向地球系统索取各种自然资源为主 ,向以保护地球系统各种自然资源为主的方向转变 ;由研究地球系统天然地质作用及其产物向研究天然地质作用及其产物与研究人为地质作用及其产物并重的方向转变。从而提出 2 1世纪地球科学可能将沿着理论地球科学、管理地球科学和人为地球科学三大科学研究领域发展 ,并对中国社会经济可持续发展中地球科学创新体系作了探讨。     

2016年地球科学热点回眸

 2016年,地球科学的各分支学科均取得了一系列研究进展,呈现出“传统地球科学”向新一轮“地球系统科学”转变的特点。遴选了全球变暖趋缓及其影响等研究热点和最新发现,回顾了2016年地球科学领域的重大事件,并分析了地球科学的发展趋势。     

地球轨道变化对地球系统环境的驱动研究

自上个世纪80年代地球系统科学产生以来,地球系统科学的发展就日益受到重视。人们通过对深海沉积、冰芯沉积和黄土沉积的氧同位素研究发现了地球系统环境的10万年、4万年及2万年的变化周期。这与通过天文学计算而获得地球轨道参数变化周期是一致的。因此,地球轨道参数的变化被认为是地球系统环境变化的驱动力。本文集中讨论了地球轨道参数的变化对地球系统环境的影响。     

以科学的研究方法发展地球科学

科学的研究方法和创新能力是人们获取新知识的重要途径和有效手段。当代地球科学发展的新趋势,要求我们要从知识积累、把握前沿、学科交叉等方面去培养新颖独特的地球科学研究方法。地球科学的生命在创新,为培养创新能力就必须具有坚定的理想信念、良好的知识结构和团结协作精神。     

基于OPeNDAP的地球科学数据共享原型系统与应用

通过引入OPeNDAP(网络数据访问协议开源项目)协议,设计了基于OPeNDAP的地球科学数据共享概念框架,提出了面向地球系统数据记录的数据共享系统体系结构及其工作流程。选取全球1948-2006年间的不同空间尺度和时间尺度的降水、地面气压、比湿、空气温度和风速等信息数据作为共享数据源,将上述体系结构应用在MEaSUREs(让地球系统数据记录在研究环境中应用)研究项目中,开发了地球信息科学数据分发共享原型系统及应用实例,实现了面向所有数据使用者的协议透明共享,并可通过二维、三维以及基于时间维的四维动态模拟,为辅助政府相关部门决策支持提供依据。     

2009地球科学与技术国际学术讨论会

2009地球科学与技术国际学术讨论会将于2009年5月14日-16日在北京召开。本次大会主题为地球系统科学建设。诚邀国内外对地球系统科学领域学术问题感兴趣的专家学者参会，相互交流、学习。     

地球科学进展

众所周知，美国早有美国地球物理联合会（AGU），后来欧洲成立欧洲地球科学联合会（EGU），从2002年开始，又成立亚洲海洋地球科学学会（AOGS），由台湾著名学者Wing—Huen Ip（叶永炫）教授担任首届主席。该会开始主办和出版地球科学进展5卷集，分别为：第1卷固体地球（SE）；第2卷日地关系（ST）；第3卷行星科学（PS）；第4卷水文科学（HS）；第5卷海洋和大气（OA）。     

全球变化研究的地球系统科学观

从三方面论述全球变化研究的地球系统科学观：1）地球表层系统与系统外的物质能量交换；2）天-地-生系统论；3）天-地-人系统论。在此基础上，强调要调整人地关系，以保证经济、社会、环境的持续发展。     

地球科学大数据的现状与发展

科学大数据正在成为科学发现的新引擎,是科学研究的新钥匙。地球科学大数据是地球科学研究中采集的各类地球科学数据的总和,是研究地球物质组成、结构构造及演化规律的重要基础。为充分挖掘地球科学大数据的价值,有必要对其特点进行详细分析,全面了解和掌握地球科学大数据的建设现状和关键技术,明确地球科学大数据建设中存在的问题,积极应对地球科学大数据面临的机遇和挑战。针对地球科学的学科特点,列出大数据普遍存在的5V特征,详细介绍了地球科学大数据的四高(高时空性、高可视化、高相关性和高维性)特性,对专题数据库、期刊全文数据库以及地球科学大数据共享平台的建设现状进行了分析。根据云计算、人工智能和可视化技术的概念以及在地球科学大数据中的应用情况,阐述了地球科学大数据在地球动力学研究、成矿研究、地质灾害预警、生命演化和古地理环境重建以及地质信息服务平台建设中发挥的重要作用。在此基础上,梳理了现阶段地球科学大数据急需解决的缺乏统一的数据描述标准、共享机制不明、语义异构显著等问题,为应对地球科学大数据面临的机遇和挑战提供基础。     

地球科学发展趋势的思考——以地球动力学和超大型矿床形成机制为例

 从地球动力学和超大型矿床这两个地球科学前沿问题着手, 初步探讨了地球科学的发展趋势。地球动力学盲在解决地球形成和演化的关键性问题, 它涵盖了岩石圈板块动力学、地幔动力学、地核动力学及核-幔动力学, 地球动力来源是地球动力学研究的焦点, 它涉及了地球整体性和各圈层相互作用研究范畴。超大型矿床, 尤其是非常规超大型矿床, 是特定因素在特定条件下的耦合, 超大型矿床形成机制同样涉及了地球圈层相互作用。通过地球动力来源和超大型矿床形成机制初步探讨, 认为地球科学总的发展趋势是向着整体性和系统性方向发展, 地球单一圈层的研究已很难适应地球科学的发展, 需要从系统科学的角度去研究。     

21世纪地球科学发展战略刍议

针对地球科学所面临的历史机遇和严峻挑战,提出21世纪地球科学应围绕可持续发展原则进行战略性调整,主要方向包括:环境导向型、资源导向型、生态导向型、灾害导向型和社会导向型地球科学。其中,环境型地球科学主要对环境地质背景、环境地质过程、全球环境变化以及环境质量、效应、保护、监测等进行框架性研究;资源型地球科学主张全球自然资源的理性开发,并为资源效用、资源生态、资源经济、资源管理等提供战略性指导;生态型地球科学强调全球生态文明观,即强调自然地球系统、天然生态系统和人类生态系统的大统一;社会型地球科学强调地球科学在生命起源、人类文明和社会经济中的重要性,追求人类生存、经济发展与自然的协调统一;灾害型地球科学强调人地作用对地球的影响,并为地质灾害的背景、规律、防治、预测、评估等提供科学依据。新时期地球科学理应为全球可持续发展(包括人口、资源、环境、生态、农业、区域经济、旅游等领域)做出应有的贡献。     

我校成立全球变化与地球系统科学研究院

日前,学校在主楼第三会议室召开全球变化与地球系统科学研究院成立暨全球变化与地球系统科学学科建设研讨会．会议宣布了学校成立“全球变化与地球系统科学研究院”的决定．     

2009地球科学与技术国际学术讨论会

2009年5月14-16日中国北京2009地球科学与技术国际学术讨论会将于2009年5月14-16日在北京召开。本次大会主题为地球系统科学建设。诚邀     

假如地球失去引力……

我们能够站在地球上不飘走是因为地球的引力把我们牢牢地吸住了。如果有一天地球的引力消失了,地球上所有的东西都会飘在空中吗？我们会不会冲出大气层一直飘向月亮上去？     

假如地球变成了恒星……

太阳是距离我们最近的恒星。它很热、光芒耀眼、引力也大。如果地球变成了这样的星球,我们人类该怎么办？我们会直接从地球上消失？还是移民到外星球？或者随着地球的变化不停地进化？进化后的我们会变成什么样子？     

2020年地球数据科学与共享热点回眸

 地球数据科学是地球科学与数据科学的结合，是地球科学研究与数据驱动科学发现范式转变的前沿交叉领域。在地球大数据研究快速兴起的背景下，从地球数据大科学计划、科学数据治理和地球科学数据共享等方面回顾了2020年的进展。介绍了深时数字地球大科学计划、地球大数据科学工程，以及全球数据汇聚、数据认证、数据仓储、数据政策、数据标准、数据标识等方面的进展和地球科学数据中心、数据库、数据模型、数据集成和数据出版等实践。展望未来，充分重视科学数据治理的规则，推动地球科学大数据计划发展，加强建立地球科学数据生态，促进地球科学数据领域的各方面合作，仍然是当前的紧迫需求。     

城市信息化与智慧地球

IBM为什么提出智慧地球的概念 IBM公司去年提出了智慧地球的新概念，对于一个新的概念，重要的是认识其提出的理由，究竟什么新思想在老概念中容纳不下？新词汇强调什么新趋势？它对我们有什么启发？