气候素养提高之思考

当前,尽管与气候相关的科学知识已取得了长足的进步,但公众对气候变化的认知水平并没有随着科学的进步而提高。本研究从科学哲学的角度,对当前在公众气候素养提高方面遇到的挑战进行了分析,认为气候科学本身的不确定性和争议、气候变化沟通的不确定性以及科学共识的缺乏导致公众认知之间的鸿沟加大是其主要问题。进一步研究发现,气候变化的科学不确定性短期内无法解决,但气候变化沟通的不确定性,可以通过改善气候教育的方式方法进行提高,即通过类比推理、论证推理和反驳性推理等三种方式,注重非正规教育的重要作用,以及运用跨学科的方法,对社会科学与气候变化相关知识进行融合以提高公众的气候素养。     

卫星时变重力在多源质量迁移问题研究中的理论方法与应用

全球温暖化导致气候变化、冰川消融、海平面上升、极端气象灾害等自然环境恶化问题,严重影响到人类社会和经济的发展,同时也是需要面对的重大科学问题.我国幅员辽阔,气候条件复杂,所面临的各种气象灾害问题更加突出,利用现代大地测量技术开展相关研究具有重要的科学价值和社会意义.重力卫星GRACE提供了全球时变重力观测数据,为研究和...     

大尺度土地利用变化对全球气候的影响

全球变化研究国家重大科学研究计划"大尺度土地利用变化对全球气候的影响"项目集中了国内外土地利用、气候、生态等领域的高水平研究机构,从"全球视角"出发,通过国际对比揭示与评估局地、区域和全球尺度土地利用/土地覆盖变化(Land-Use and Land-Cover Change,LUCC)过程对气候变化与生态系统的影响,不仅可以为全球变化与地球系统模式研究提供理论基础,而且对于科学调控人类土地利用行为,缓减与适应全球气候变化具有重要意义。本文简要介绍了该项目近5年取得的重要研究成果。     

全新世亚洲季风变异与干旱演变及其驱动机制

近年,热带太平洋地区高分辨率气候记录研究对学界普遍接受的气候突变"高纬驱动说"提出质疑,全新世气候突变事件成为全球变化研究的前沿热点。亚洲季风-干旱环境是地球气候系统的关键组成部分,在全球物质和能量循环中起着重要作用。然而,亚洲季风区和干旱区全新世气候突变事件研究仍十分薄弱,百年-年代际气候变率研究尚未展开。本项目选择湖泊沉积和石笋为研究材料,以亚洲季风区和干旱区高分辨率气候记录的关键空白区为重点研究区,开展全新世气候变化的高分辨率、多指标综合集成研究以及多模式、多尺度数值模拟研究,以期查明亚洲季风区和干旱区全新世气候突变事件的结构特征与空间表现、百年-年代际气候变率的时空特征以及现代增温的自然背景,阐明全新世不同时间尺度亚洲季风变异和干旱演变的动力学过程与驱动机制。本项目有望在全新世气候研究领域取得引领性学术成果,在理论认识层面,为理解全新世气候变化机制提出原创性观点;在国家需求层面,为评估和应对全球变化提供科学支撑。     

高分辨率气候系统模式的研制与评估

高分辨率气候系统模式是全球变化研究的重要研究工具,对于提升我国应对气候变化问题的整体实力有重要的应用价值。全球变化研究国家重大科学研究计划"高分辨率气候系统模式的研制与评估"项目通过5年的努力,成功研制和发展了我国高分辨率气候模式系统和其评估系统,建立了通量集合耦合平台,取得的主要成果有:(1)成功研发了全球高分辨率气候系统模式BCC_CSM2,其大气水平分辨为50km,海洋水平分辨为30km,它改进了模式中一些重要物理过程的参数化方案,使模式性能得到明显提高,对当今气候基本态的模拟与国际上现有模式性能相当,对东亚气候的模拟有部分优势,增强了对热带气旋、台风等中小尺度过程的模拟能力;(2)成功解决了与模式高分辨率有关的部分科学问题,如东亚地形问题和经纬度网格极地问题、与高分辨率相适应的模式动力框架问题、中国东部独特的冷季层云与青藏高原地形相关问题等;(3)自主研制了全球0.5°×0.5°网格的格点模式动力框架,具有良好稳定性和物理守恒性,建立了全球高分辨率格点大气环流模式,实现了"云-气溶胶-辐射数值集合系统"(CAR)与全球格点大气环流模式IAP4的耦合,揭示了云的次网格尺度结构是造成辐射计算差异最主要原因的物理机制;(4)建立了多大气模式交互集合耦合平台,集成了包括本项目支持研发的格点和谱模式在内的15个国内外知名的分量模式,成为研究海-气相互作用、噪音对气候影响的一种创新分析工具;(5)建立了包括东亚地区云与辐射、东亚-西北太平洋季风、热带偏差机理、云辐射反馈过程与ENSO模拟改进等的耦合气候系统模式评估体系,为评估、改进项目研制的高分辨率模式提供了重要参考和方向。所研发高分辨率气候系统模式的阶段性中低分辨率模式参与了第五阶段耦合模式国际比较计划(CMIP5),建立了业务气候预测系统,为国内外开展气候及气候变化科学研究提供了大量宝贵的模拟数据,为IPCC AR5的编写提供了科学参考依据,提升了我国在气候变化领域的影响力和气候预测能力。     

关于弦论的哲学分析

弦论属于当前粒子物理学的研究前沿。在理论建构上,它内含了许多非传统的特性,这些特性使它切入到科学哲学形而上的核心争论之中。本文将系统考究弦论所牵涉的经验可证实性、理论唯一性、亚决定性原理、科学实在论、科学隐喻和科学统一等哲学问题,并给出相应的哲学分析。     

白垩纪地球表层系统重大地质事件与温室气候变化研究进展

工业革命以来,由于化石燃料的广泛使用导致大气中温室气体CO2浓度持续增加,全球气温也随之不断上升,这种人为造成的“温室效应”已成为各国政府和人类社会所共同关注的焦点之一。同时,它也给地球科学家们提出了一个重大的科学问题:如果继续维持这样的状态,全球气候甚至地球系统将会发生哪些相应的变化?为更好地理解现今和未来气候变化,对地球历史中曾经发生过的快速气候变化进行追踪,综合分析地质历史中气候变化的原因、过程以及对环境和生物的影响等是一个十分重要的研究途径。在地质历史中,白垩纪是极端温室气候的典型时期,它已被国际地…     

我国基础研究发展现状及当前国际科学前沿热点分析——全球气候变化中的关键科学问题

本文分析了全球气候变化的研究现状,并提出了全球气候变化中的重大科学问题。     

海洋有机气溶胶与海—气系统相互作用过程与机制研究现状及展望

海洋有机气溶胶与海—气系统相互作用是地球系统关键过程之一。然而，现有主流地球系统模式中缺少海洋有机气溶胶关键演化过程，导致对海洋有机气溶胶与海—气系统相互作用的过程和机制认识匮乏，全球气候变化预测具有很大的不确定性。针对海—气系统变异如何影响海洋有机气溶胶的生成和演化，以及海洋有机气溶胶的气候效应如何影响海—气系统两个关键科学问题，提出3个方面研究内容，包括海—气系统对海洋有机物排放的作用机制、海—气系统对海洋有机气溶胶理化性质的影响、海洋有机气溶胶气候效应对海—气系统的影响。通过构建海洋有机气溶胶演化过程及其气候效应的数值模型，阐明海洋有机气溶胶与海—气系统的相互作用过程与机制，为降低气候预测不确定性和应对气候变化提供科学依据。     

末次盛冰期以来气候变化和人类活动对我国沙漠和沙地环境的影响

末次盛冰期以来,我国沙漠和沙地经历了气候由冷干向暖湿的变化以及全新世以来人类活动的急剧增强,地表沉积和环境也随之发生了很大的变化。在"全球变化研究"国家重大科学研究计划的支持下,我们对最近21ka以来中国沙漠和沙地环境演化的特征、影响机制以及自然与人为因素的作用等进行了研究,发现在末次盛冰期,中国沙漠和沙地的流沙面积扩张了10%—270%;在全新世暖期,中国西部沙漠的流沙面积缩小了5%—20%,中部-东部沙地基本被植被覆盖、流沙固定。全新世以来,人类活动对沙地地区的影响急剧增强,证据显示,现代的流沙活动受到自然气候和人类活动的双重影响,进一步的分析有望定量区分人类活动和气候变化对沙漠化变化的贡献。在未来的研究工作中,要加强高分辨率气候变化的定量重建、气候-环境-人类活动相互作用的机制、沙漠和沙地对气候变率响应的敏感性以及粉尘释放的定量评估等研究工作。     

共振论争论的科学之维

共振论是鲍林将量子力学引入化学所做的最根本贡献,它在科学和非科学界遭遇持久争论。共振论批判的意识形态特点多受到关注,其在科学领域的影响被忽略。本文分析了鲍林引入共振论并介绍给化学家的方式,探析了共振论在科学界引起争论、以及争论之后成为化学领域基础概念的原因,并考察了中国科学家在科学层面应对共振论争论的模式。研究发现:共振论以非数学方式沟通量子力学与化学,用化学家熟悉的概念和方式去描述新概念,以及有机化学的学科特征中的结构和分子的图形符号表征,为量子化学这门亚学科的自主性提供了张力;通过对结构和价键进行分离的方法解决本体论问题,保留价键理论的化学本质,是争论后共振论被广泛接受的原因。     

解析“气候变化”

简要介绍了气候变化的基本概念、气候变化的成因以及国际社会为保护全球气候所做努力的进程。各国在保护气候的责任和义务分担以及需要采取的具体行动等方面进行着艰难的谈判,全球应对气候变化的征程依然漫长。     

解析“气候变化”

简要介绍了气候变化的基本概念、气候变化的成因以及国际社会为保护全球气候所做努力的进程。各国在保护气候的责任和义务分担以及需要采取的具体行动等方面进行着艰难的谈判,全球应对气候变化的征程依然漫长。     

香山科学会议第230-233次学术讨论会简述

2004年5—7月，香山科学会议召开了第230—233次学术讨论会，会议主题分别是：深部地下空间开发中的基础研究关键技术问题、海底热液作用与极端生态系统、气候变化的应对战略、国家创新体系中研究开发(R&D)资源优化配置的科学问题。     

地理学中的几个哲学问题

地理学在科学分类中的地位问题是我国地理学界在解放前长期争论的问题之一,解放以后这一个问题没有能够得到正确的解决。资产阶级地理学家对地理学在科学分类中的地位问题作了许多错误的回答,例如,赫特纳认为地理学是研究空间的科学,与研究     

地球整体和区域气候震荡性变化的自然因素和预测方法

中国人对"地球离极自转"和"冰河期形成因为"的科学发现,为研究全球气候的自然变化规律和预测方法提供了科学依据.地球所处的宇宙环境和自身的基本运动形式,直接影响着太阳热能对地球表面的辐射和分布的变化,这种变化是引起全球整体气候变化和区域性气候变化的自然因素.通过观测地球表面位置相对于空间纬度的变化趋势,能有效预测地球各区域气候的变化趋势.地球整体和区域气候变化是有规律的,加强气候变化的科学研究,发现气候变化的自然因素和规律,找到整体和区域气候变化的预测方法,是我国经济发展的迫切需要.     

全球变暖背景下东亚能量和水分循环变异及其对我国极端气候的影响

近年来,在全球气候变暖的影响下,干旱、洪涝、高温酷暑等极端气候事件频发,造成巨大损失。那么,如何减轻极端事件所造成的损失,成为当前国家经济建设和社会发展的当务之急。本项目紧扣这一国家重大需求,从对气候系统变化具有重要影响的能量和水分循环这两个主要过程入手,开展野外观测试验、多源资料整合分析、数值模拟等研究,系统揭示了东亚地区典型下垫面能量和水分循环变异的若干新特征及其对我国极端气候事件的影响过程和机理;在此基础上,研制了适用于我国几种极端气候事件的短期预测方法和系统,开展实时预测,服务于国家防灾减灾;最后开展我国未来气候变化预估,为国家中长期发展规划的制定提供科技支撑。经过五年的研究,项目取得了丰硕的研究成果,共发表学术论文495篇,其中SCI收录268篇。     

全球变暖背景下东亚能量和水分循环变异及其对我国极端气候的影响

近年来,在全球气候变暖的影响下,干旱、洪涝、高温酷暑等极端气候事件频发,造成巨大损失。那么,如何减轻极端事件所造成的损失,成为当前国家经济建设和社会发展的当务之急。本项目紧扣这一国家重大需求,从对气候系统变化具有重要影响的能量和水分循环这两个主要过程入手,开展野外观测试验、多源资料整合分析、数值模拟等研究,系统揭示了东亚地区典型下垫面能量和水分循环变异的若干新特征及其对我国极端气候事件的影响过程和机理;在此基础上,研制了适用于我国几种极端气候事件的短期预测方法和系统,开展实时预测,服务于国家防灾减灾;最后开展我国未来气候变化预估,为国家中长期发展规划的制定提供科技支撑。经过五年的研究,项目取得了丰硕的研究成果,共发表学术论文495篇,其中SCI收录268篇。     

解析"气候变化"

简要介绍了气候变化的基本概念、气候变化的成因以及国际社会为保护全球气候所做努力的进程.各国在保护气候的责任和义务分担以及需要采取的具体行动等方面进行着艰难的谈判,全球应对气候变化的征程依然漫长.     

年代际气候事件的归因及预估研究进展

年代际气候变化对人类生存环境具有重要的影响,会引发一系列重大灾害事件,造成严重的生命财产损失,危及人类粮食和水资源安全。因此,研究年代际气候变化的规律,预知年代际重大气候事件,是人类社会可持续发展的迫切需求。基于此,国家重点研发计划全球变化及应对重点专项项目"气候多尺度变化与年代际重大事件的归因及预估"于2016年7月正式立项。该项目旨在:(1)厘清全球气候多尺度变化的时空格局及年代际气候变化的规律;(2)揭示人类活动和多尺度气候变率对气候整体变化的作用及不同尺度气候变化的主控因子;(3)认识人类活动对年代际气候变化的调制作用,诊断年代际重大气候事件的早期信号。本文将对该项目2016～2018年取得的主要进展进行总结。