深入探索全球变化机制——国家自然科学基金委重大研究计划的战略研究

全球变化作为历史上第一个由科学界提出的全球性政治问题,强有力地推动着学科发展.同时,国际主流意识在全球变暖问题上几十年来的巨大变化和当前面对的剧烈争论,反映出全球变化理论认识上的不成熟性.当前,我国全球变化研究已获得国家重大科学研究计划的支持,国家自然科学基金委可以集中力量支持变化机制基础理论的深入探索,从地球系统科学的高度、在更大的时空范围内研究变化机理,力争在基础理论上有所突破.全球变化的机制,主要涉及温室气体的气候效应、CO2与生源要素循环和气候系统中的水循环三大基础科学问题.建议我国针对基础问题,结合本身特色,聚集力量采取以下举措:(1)开展长期观测—科学和技术的结合;(2)穿越时空尺度—不同过程的辨识;(3)促进学科交叉—发展比较行星学等学科;(4)设置大型计划—发挥我国自然条件的优势.藉以揭示地球系统的运行机制,促使我国的相应学科尽早实现从跟踪到创新、从"原料输出型"到"深加工型"的转变.     

学科交叉与交叉学科:地球物理学在创新进程中的必然发展轨迹

20世纪中叶以来,在世界科技大潮中,地球物理学发展迅猛.因为它是一门涉及面极为广泛、且交叉内涵亦非常错综的一门边缘科学领域.在地球物理学的整体发展进程中,人才的竞争是第一要素,学科交叉与交叉科学的耦合响应与发现乃是地球物理学领域新的生长点和新的科学前沿的源头.在世界科技发展的长河中,最具代表性的学科交叉领域如生物物理学中的DNA双螺旋结构的发现和地球科学中全球海陆板块构造的创立应属典范,此乃理解学科交叉和原始创新理念的源泉.显然地球内部物质与能量的交换及其深层过程和动力学机制的研究与探索,将必是地球物理学与有关学科的大跨度交叉,且会促使其前进、发展和自主创新.所以它在地球科学发展中占有极为重要的地位.     

地球:我们的变化着的行星--IUGG动态

本文概述了国际大地测量学与地球物理学联合会(IUGG)的历史发展,介绍了IUGG的近况。IUGG作为一个致力于研究地球及把研究所获得的知识应用于造福人类社会的科学组织,近年来在推动地球科学各相关学科的交叉融合、加强国际合作、关心与帮助发展中国家或地区地球科学的发展以及探讨地球科学未来的发展趋向等方面,开展了许多活动,这些活动对于认识人类赖于生存的、不断变化的行星地球、促进人与自然的和谐相处以及人类社会的发展具有重要的意义。     

拓展国际合作的视野--出席第23届IUGG大会有感

第23届IUGG大会一个突出的特点就是学科间的交叉和融合，充分反映了新世纪地球科学以实现全球变化的预测为目标，进行多学科综合研究的发展趋势。文章从IUGG内部跨学科的合作研究，IUGG与国际科联(ICSU)各专业委员会之间的合作交流，以及IUGG与政府间组织和其他国际机构的合作三个层面，简要介绍了IUGG在全球范围内开展国际合作研究的概况。在此基础上，结合我国的实际，就拓展国际合作领域，提高我国地球科学研究水平，扩大我国的国际影响等提出了相应的建议。     

认识地球及其环境造福社会——IUGG的过去、现在和未来

本文概述了国际大地测量学和地球物理学联合会(IUGG)的发展历史、宗旨及其组织机构和运作体制,介绍了近些年来IUGG在推动地球科学各相关学科的交叉融合、广泛开展国际合作、帮助发展中国家地球科学的发展,以及探讨地球科学未来的趋向,关注青年科学家的培养和成长等方面所开展的卓有成效的活动.这些活动对于人类认识地球、合理利用资...     

地球系统科学的大家之作 汪品先作品·廿年积淀·笔耕三载

正三十多年来"全球变化"的研究,是20世纪科学界的亮点之一,也把地球科学推上了一个新台阶。同时也掀起了学术高潮,将人类生存环境的问题,拓展到整个地球系统的科学研究。"全球变化"提出的科学问题要求向时空伸展,促使学术界将地球表层看作整体,从宇宙大爆发追踪到人类智能的产生,诞生了研究"地球系统科学"的新领域。     

深深沉思往事的意义,才可以认清现在——纪念国际地球物理年(IGY)50周年,缅怀开拓者

今年,是国际地球物理年(IGY)50周年.这段经历虽然过去了半个世纪,然而,它与新中国的艰苦创业史是那样的紧紧相连,与地球学科发展的新历程如此相依,而记忆犹新.它是上个世纪最辉煌的科学活动而为人们所庆贺.它搭建的认识地球--探索宇宙的科学平台和合作经验,更是光照千秋!     

地球内部结构探测研究——以华北克拉通为例

本文立足对地球物理学科发展态势的分析认识,通过解剖华北克拉通研究实例,对地球内部结构探测研究,特别对壳幔结构的地震学探测研究,对中国近20多年的发展做了回顾;探讨了从区域问题认识全球构造的研究思路.     

追索为什么?地球系统科学中的因果推理

地球大数据使人们以前所未有的维度和规模认识赖以生存的地球,而挖掘隐藏在数据背后的因果关联是深入理解地球系统的关键.长期以来,以相关为内核的统计方法都是地球系统科学研究的主流方法,但相关并不等于因果,特别是大数据导致“伪相关”的泛滥,传统的相关和回归方法难以解释地球系统因果相关问题.随着因果理论和推理方法的完善,特别是近年来因果发现和因果图模型的成熟,因果推理在地球系统规律揭示、过程理解、假设检验和模型改进等多个研究方向展现出蓬勃的生命力.文章从因果关系的起源、内涵和发展入手,概述了因果推理的主要研究框架和地球系统科学领域常用的因果推理方法,回顾了因果推理在地球系统主要分支领域的应用,探讨了地球系统科学领域因果推理实践面临的挑战和发展方向.在地球大数据背景下,作为重要的大数据分析方法,因果推理与物理模型和机器学习的互惠能够助力地球系统科学实现从模型驱动到机理与数据融合驱动研究范式的转换.展望未来,结构化、规范化的因果理论能够为地球系统科学的因果认知筑基,推动地球系统科学从单一领域的分散研究到地球系统综合理解的认识跃迁.     

地球深部研究—地球科学发展的挑战与机遇

本文扼要地介绍了国际地球深部研究的发展及现状，简要地讨论了地球深部研究与地球科学相关学科的关系，力图说明及时地组织和开展地球深部研究是发展我国地球科学的新机遇，是迎接未来世纪挑战的正确选择。