地球系统与全球变化.ppt

Global change,全球变化,全球变化研究的基本问题,全球变化及全球变化研究的概念全球变化研究出现的科学背景全球变化学科研究的主要内容和意义,全球变化及全球变化研究的概念,全球变化 包括地球环境中所有自然和人为引起的变化，可以定义为全球环境(包括气候、土地生产力、海洋、和其他水资源、大气化学及生态系统等)中的、能改变地球承载生命的能力的变化。全球变化科学地球系统的运行机制、变化规律和控制变化的机理(自然的和人为的)，并预测未来变化的科学研究称之。它研究的是一个行星尺度的问题。,出现的过程,背 景,出现的过程,背 景 硬件条件 社会需求 历史必然性 科学思想代表,全球变化研究出现的科学背景,全球变化研究是在20世纪80年代初开始。1983年，首次提出物理过程与生物过程相互作用的观点，并将其与自然界尚未揭开的“奥秘”联系起来；1984年国际科学联合会第20届大会开始全球变化研究的讨论；1986年国际科学联合会第21届大会后，组成了19人的国际地圈-生物圈（全球变化研究）计划（IGBP：International Geosphere-Biosphere program）特别委员会，于国际科学联合会第22届大会提出全球变化研究的计划大纲。,全球变化研究出现的过程,全球变化的研究在1987-1990年制定计划；20世纪90年代-21世纪前10年计划实施阶段；进行长达20的持续观测预计将进行长达20年持续的长期观测,可望捕捉到2个太阳黑子周期、5一10个火山活动年、2一5个厄尔尼诺(El Nio Phenomenon)年,并能初步识别人类活动(如森林砍伐)的严重后果,为全球变化的研究积累必要的基础资料。,全球变化研究出现的过程,特别委员会下设的协调专家和工作小组主要负责的研究内容：陆地生物圈和大气化学的相互作用（CP1）海洋生物圈与大气的相互作用（CP2）水循环的生物学方面（CP3）气候变化对陆地生态系统的影响（CP4）全球地圈、生物圈模拟（CP5）资料和信息系统（WG1）地圈-生物圈观测站（WG2）过去的全球变化（SSC）,全球变化研究科学是在时代的发展、科学的进步、社会的需要情况下产生的，主要表现在以下4个方面：1硬件条件 在20世纪末全球国际性应用的探测器和预测预报系统已有约1000个高空站、10 000个气象站、3000个飞行器、7000艘充气船、500个浮标、长期立体动态信息库，还有全球海洋观测系统、全球陆地观测系统、全球气候观测系统。,全球变化研究出现的科学背景,全球变化研究出现的科学背景,2社会需求 急需国际合作共同解决十大环境问题：(1)大气污染：大气污染物主要分为有害气体（二氧化碳、氮氧化物、碳氢化物、光化学烟雾等）及颗粒物（粉尘（PM2.5）和酸雾、气溶胶等）。人类在最近一个世纪排放的C02 增加了20，全球每年使用矿物燃料燃烧排入大气的C02达55万吨。,过去1000年来大气CO2浓度的变化,PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。它的直径还不到人的头发丝粗细的1/20。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。2013年2月，全国科学技术名词审定委员会将PM2.5的中文名称命名为细颗粒物。,PM2.5,根据PM2.5检测网的空气质量新标准，24小时平均值标准值分布如下：优：035 良：3575 轻度污染：75115 中度污染：115150 重度污染：150250 严重污染：350及以上，单位为微克/立方米。从城市里PM2.5的来源看，汽车尾气是产生这种污染的最主要渠道。同时来自道路扬尘、工矿企业的粉尘，甚至自然界中广泛存在的病毒、细菌，都属于PM2.5的范畴。,PM2.5,美国宇航局通过星仪器测量数据产生了中国空气污染PM2.5模型图。从图中可见，我国西藏和新疆也未能逃脱雾霾的影响，而中国西南地区却成为了仅有的净土。,(2)温室效应：1950-1985年，全球排放的Co2、氮氧化物、氯氟烃等物质增加了20倍。世界6个工业大国(中国、美国、日本、德国、意大利、巴西)排放的温室气体占全球排放量的45%，过去100年中气候变化最暖的6年均出现在20世纪80年代。气候专家预计2025年全球平均气温将上外l，到下世纪将上升1.5-4.5。在过去100年内，世界海面上升了10-15cm；预计未来100年内，全球海面将上升100 cm，沿海许多地区将被淹没，不少岛屿将消失，洪涝、风暴潮灾害将加剧。,温室效应,小冰期以来天山乌鲁木齐河源1号冰川变化图(刘潮海等,2000),其他气候变化的结论：,气温和海温：(1)19501993年期间，陆地上夜晚最低温每十年增加约0.2，白天最高温每十年增加约0.1，这使得许多中高纬度地区结冰季节变短。(2)海表面温度的上升速度是陆地表面平均气温上升速度的一半。对流层气温：20世纪50年代以来，地表以上8km的大气层平均每10年增温0.1。,(3)臭氧层被破坏：已发现每年春季南极上空臭氧含量都消失40-50，臭氧层空洞已大如美国国土，欧洲上空臭氧含量在1992年 5 月中每天减少1，到2000年北半球上空臭氧减少了25-30。截止到2000年，破坏臭氧层的氯氟烃近60年已排放12106 t，全球每年产生量达1106t，其中发达国家占80。,(4)土地沙漠化：每年全球有5-7104km2耕地变为沙漠。另有21104km2耕地完全丧失生产能力，地球陆地13处于干燥地区，全球约l0亿人生活在沙漠化威胁地区。联合国环境规划署称，今后20年内，每年为控制沙漠化至少要耗资45亿美元。,(5)水的污染：地球水资源为138108km3，其中97是海水，人类淡水资源严重不足。各国每年工业用水超过600km3，而灌溉农田用水多达 3000-4000km3，受化肥和有毒物质污染的水不少于上述水量总和的13。全球每年25万人死于水污染造成的疾病。全球60亿人口中，12亿人缺乏卫生安全的饮用水，腹泻病例每年达10亿多。,(6)海洋环境恶化：海洋占地球面积71，全世界每年向海里倾倒的垃圾多达 200X108 t(包括塑料制品、生活垃圾、工业废料、放射性物品)，每年倒入海洋的石油和污染物分别达到3.2105和6.5105 t。海洋污染使沿海居民发生肝炎、霍乱病例增多，鱼虾和海洋生物大量死亡。例：史上最严重的原油泄漏事件发生在1991年海湾战争期间，当时因油库被破坏而流入波斯湾的原油超过100万吨。海面漂浮着一层厚厚的浮油，海水几乎掀不起波浪，只能像泥浆般涌动着。这一地区的海鸟，身上沾满了石油，无法飞行，只能在海滩和岩石上坐以待毙。其他海洋生物也没能逃过这场灾难，鲸、海豚、海龟、虾、蟹、及各种鱼类都被毒死或窒息而死，成为这场战争的受害者。,原油泄漏造成海洋环境破坏组图,(7)森林锐减：历史上，森林和林地曾占陆地13以上，但过去l万年以来，因人类砍伐和火灾使地球森林面积缩小了l3。最近20年内全球每年砍伐森林20万km2。有22个国家中的1亿人没有足够的林木供其最低限度的燃料需求。欧洲的原始森林几乎完全消失。全球热带雨林仅有原来的12。水土流失、土地沙漠化以及水旱灾害主要由此而生。,世界主要热带国家80-90年代森林减少面积,(8)物种濒危:地球上每天有100种生物灭绝。现有物种为1000万种左右，到21世纪初可能消失的物种为100万种。有证据表明，地球30-70的植物在今后100年内将不复存在，20世纪末处于灭绝边缘的哺乳动物有406种，鸟类593种，爬行动物209种，鱼类242种。生物种类大灭绝的后果将给人类前途带来致命威胁。,(9)垃圾成灾：地球亡的垃圾越来越多，20世纪末仅美国每年就产生工业垃圾20108 t以上，城市居民垃圾22108t，丢弃的旧汽车1000多万辆，废轮胎上亿只。全球危险废物以每年5108t 的速度递增。垃圾无孔不入，在珠穆朗玛峰、南极都有垃圾，甚至在太空上也有垃圾。根据NASA的统计，地球轨道上有大约4000个运行中或报废的人造卫星和火箭残体，此外还有大约6000个可以看到并跟踪的太空垃圾碎片；而直径超过一厘米的太空垃圾，更多达20万个。这些物体大多数的运行速度，都在2万公里/小时以上。,城市生活垃圾,太空垃圾垃圾,(10)人口增长过快：1800年世界人口只有10亿，1930年达20亿，1964年达30亿，1987年7月11日达50亿，1999年10月12日已达60亿，2013年1月4日,全世界有70.57亿人。人口学家估计世界人口正以每年l亿人的速度在递增，到2030年人口可能达100亿。地球资源在开发利用的速度和承载率上目前已赶不上人口增长速度。为保护全球资源和环境，控制人口迫在眉睫。,全球变化研究产生的背景,3、历史的必然性 全球变化研究科学的产生是历史进程的必然。全球变化研究是20世纪以来地球科学发展的里程碑之一。1915年大陆漂移学说提出；1920年米兰科维奇天文理论提出；1930年臭氧层学说提出；1948年第一个数值天气预报产生；1957年国际地球物理年(开始第一次多学科合作、大规模开展观测)；1960年第一张全球卫星图片诞生；1969年人类登月成功。此外，还有臭氧洞的发现、海事卫星的发射和成功使用，直至1986年国际地圈-生物圈计划的制定和实施。,全球变化研究产生的背景,4、科学思想代表 全球变化研究的科学思想的代表：(1)亚里士多德(Aristodle)，公元前300年古希腊哲学家和自然科学家，他首次提出支持生命的物理系统。(2)加兰(Garland)，1982年国际地球物理学会(IVGG)主席，首次提出地球系统科学的概念。(3)弗里德曼(Fridman)，美国科学院物理、数学、资源委员会主席，1983年他首次提出“全球变化(Global Change)”的概念。从此，人类开始从交叉科学角度将地球作为全球系统开展研究。(4)马隆(Malone)，1984年国际科学联合会副主席，是他第一个将全球变化研究付诸实施。全球变化研究这门科学就是在上述背景下应运而生的。,主要内容,相关研究计划,学科性质,全球变化研究的主要内容及意义,主要意义,全球变化研究的内容及意义,一、全球变化科学研究的主要内容(1)研究地球系统复杂的多重相互作用的机制，是目前全球变 化最主要的研究内容。(2)分析地球系统各种尺度的变化规律和控制这些变化的主要因素。(3)建立地球系统变化的预测理论方法。(4)提出全球资源和环境科学管理的方法。,地球系统的概念 地球的各个组成圈层是相互联系的，每一个圈层在接受其他圈层影响的同时，也对其他圈层产生作用，各个圈层之间以一定方式相互作用组成更为复杂的子系统。地球系统正是这些相互作用着的复杂的子系统的集合，而不是各个组成部分简单的堆积。,全球变化研究的内容及意义,全球变化研究的内容及意义,地球系统的划分,地球系统的划分示意图,物理气候系统、固体地球系统和全球生态系统共同调控着水循环、生物地球化学循环和固体物质循环三个循环子系统，并通过这三个彼此关联的循环系统将它们有机地联系在一起，成为一个整体。,地球系统的划分示意图,(固体地球物质循环),全球变化研究的内容及意义,人类生态系统：人类作为生命有机体，其活动范围限制在生物圈范围内，但人类具有主动开发利用自然资源的能力，并借此构建了性质独特的人类生态系统。人类生态系统是一个构建在固体地球系统、物理气候系统和自然生态系统之上，并作为水循环、生物地球化学循环和地球岩石圈循环过程的一个中间环节的系统，是地球系统的一个重要组成部分。,全球变化研究的内容及意义,地球系统物质与能量交换的过程,物理过程大气和海洋的环流运动及其相联系的热量输送、水循环过程、地壳的垂直升降与水平推移等过程。,全球变化研究的内容及意义,全球大气环流图,东非大裂谷,华山大断崖,化学过程岩石矿物的溶解、碳酸盐沉积、大气中氧气的生成与消耗等过程。,地球系统物质与能量交换的过程,全球变化研究的内容及意义,碳酸盐沉积图片,碳酸盐沉积图片,生物过程动物的生长、繁殖过程，生物之间的捕食与被捕食等于生命活动相联系的过程。,全球变化研究的内容及意义,地球系统物质与能量交换的过程,食物链,总之，地球系统中的物理过程、化学过程和生物过程是有机联系的整体。,地球系统物质与能量交换的过程,全球变化研究的内容及意义,地球系统过程的时间尺度和空间尺度 不同的地球系统过程具有不同的时间尺度和空间尺度。时间尺度是指一个过程或一种现象所持续的时间长度，通常用10n年表示。全球变化的可以划分为5个特征的时间尺度：（1）几亿年至几百万年受行星演化进程的控制 板块运动、造山过程、地球圈层演变、生命进化,全球变化研究的内容及意义,（2）几十万年至几千年受地球轨道参数控制 冰期事件、海面升降、物种迁移和灭绝、人类文明演化（3）几百至几年 火山活动、大气环流、温室效应、厄尔尼诺（4）几季度至几天：季节变化、水流循环（5）几小时至几秒：火山地震、大气湍流,全球变化研究的内容及意义,地球系统过程的时间尺度和空间尺度 空间尺度是指一个过程或一种现象发生的空间规模。按空间规模的大小可分为局部尺度、地方尺度、区域尺度和全球尺度等。发生在各地球子系统内部和子系统之间的各种能量和物质输送过程跨越了很宽的时间尺度而发生在全球范围内(如下图)，并在地球表层系统中留下深刻的烙印。,全球变化研究的内容及意义,地球系统过程的时间尺度和空间尺度 空间尺度是指一个过程或一种现象发生的空间规模。全球变化可以划分为4个特征的空间尺度：（1）全球尺度空间范围大于20000km（2）区域尺度空间范围100Km20000km（3）地方尺度空间范围10Km100km（4）局部尺度空间范围数千米之下,全球变化研究的内容及意义,全球变化研究的内容及意义,地球系统过程的驱动因素（1）地球外部由太阳和其他外力所组成：它所驱动的循环过程发生在臭氧层以下、岩石圈之上，它支持着发生在地球表面的各种过程的正常进行。（2）地球内部由放射性和内部深处的原生热所驱动：它所驱动的过程发生在岩石圈、水圈、大气圈内，驱动着地球板块的运动，决定着地球海洋和陆地的分布。（3）人类在其发展进化的进程中，也成为影响地球系统状态、引起全球变化的一个重要因素。,二、全球变化科学研究的相关计划(1)世界气候研究计划 WCRP(2)国际地圈-生物圈核心计划 IGBP(3)全球变化人文计划 IHDP(4)生物多样性计划 DIVERSITAS（5）支撑计划（6）其他相关计划,全球变化研究的内容及意义,（1）世界气候研究计划(WCRP)宗旨：协调和寻求对整个气候系统的科学了解；研究在什么程度上可以预测气候；人类在多大程度上能够影响气候。计划设立于1980年，由世界气象组织(WMO)、国际科学联盟(ICSU)和联合国教科文组织(UNESCO)下属的政府间海洋委员会(IOC)共同组建。,全球变化研究的内容及意义,WCRP 前身是全球大气研究计划(GARP)。GARP 计划是在70年代进行并取得了极大的成功。它是通过1979年进行的第一次全球大气观测试验(FGGE)第一次对一年时期内的整个全球大气进行了详细观测和研究，为改进短期数值气候预报和建立中期天气数值预报提供了科学基础。,全球变化研究的内容及意义,WCRP 计划是 GARP 计划的自然延伸和向前的发展，它涉及的是整个气候系统，即大气、海洋、陆面和冰雪、生态及人类活动等。最终目标是为建立月、季、年际以及年代际等气候预测提供科学认识和基础。,全球变化研究的内容及意义,WCRP 是跨学科的气候研究计划，由6个分计划组成：全球气候变率和可预报性研究计划(CLIVAR)该计划重点研究变化的大气和缓慢变化的陆面、海洋和冰雪过程，人类的影响以及地球化学和生物物质的变化，也特别研究世界季风环流年循环强度的预报及海洋与其变率。CLIVAR 计划的3个组成部分：全球海洋、大气和陆地系统的季节到年际尺度的变率和可预报性；10年到百年尺度气候变率和可预报性；人为气候变化的模拟和检测。,全球变化研究的内容及意义,平流层过程及其在气候中作用的研究计划（SPARC）研究平流层过程在气候中的重要作用，包括平流层温度的变化趋势，大气成分的变化趋势(如水汽)以及臭氧的垂直分布与变化等。具体内容：重力波过程及中小尺度重力波在全球大气数值模式中作用的参数化；平流层-对流层交换；对流层上部/平流层下部的化学-气候问题；O3的变化及其对气候的影响；准两年振荡及其在对流层和平流层耦合中的可能作用；气候变化的平流层指标；包括温度趋势(已确定平流层正在冷却)；痕量气体(水汽与臭氧等)的变化等；平流层对气候影响的模式研究；平流层基本气候参数的平均值和变率(平流层参考气候学)；UV辐射活动的监测等。,全球变化研究的内容及意义,全球能量和水份循环实验(GEWEX)旨在提高模拟全球降水和蒸发能力，其科学目标是根据对大气和陆面特征的全球测量，确定水文循环和能量通量；模拟全球水循环及其对大气、海洋和陆地面的影响；预测水文过程和水资源对环境变化的影响；促进观测技术的发展，综合归类各种数据，使其适合于长期天气预报、水温和气候预测。,全球变化研究的内容及意义,世界大洋环流计划(WOCE)重点研究深海结构的作用以及大尺度海洋环流及其在气候系统中的作用。通过各种海洋测量、卫星观测和全球海洋模式的研究来实现的。WOCE计划促进了用于各种精确测量海洋水位的卫星传感器等重要技术的发 展，此外还改进了潮汐预报。这一计划目前正在对所有收集到的资料进行最后 的综合。将对全球海洋有更完整的和动力学上相一致的了解。,全球变化研究的内容及意义,WOCE最后要达到两个主要的目的：发展用于预报气候变化的海洋模式，收集用于检验海洋模式所需要的资料，包括要了解海洋输送和与大气及冰雪间交换多少热量和淡水；海流怎样被大气强迫驱动，温度和盐度怎么由大气强迫决定；海洋是怎样变化的，包括充满海洋的许多小涡旋在其中起什么作用，由海气相互作用决定的属性怎样围绕海洋运动等。,全球变化研究的内容及意义,北极气候系统研究(ACSYS)和极地气候计划 该计划是一个多学科的专门研究北冰洋水文和大陆架调查的研究计划。它揭示了北冰洋欧亚部分的上层海洋有明显增暖这一事实，并可能对该地区永久性冰层的形成有重要影响。目前这个计划已被扩大为研究气候和冰雪圈相互作用的新计划（CLIC）。ACSYS研究包括南极海冰厚度测量和研究(用8个锚定浮标和声纳)，南极浮标计划，海冰与海洋模式模拟研究以及冰雪圈与气候研究等。,全球变化研究的内容及意义,对于CLIC计划主要研究四个方面的科学问题：改进气候系统内部冰雪圈相互作用的物理过程和反馈 机 制；改进模式中冰雪过程的表征以减少气候模拟和气候变化预测中的不确定性；评估和定量分析过去和将来气候变化与变率对冰雪圈个分量的影响及其后果，尤其是对能量和水分收、支、冻土条件，海平面变化和北极冰盖的维持；加强冰雪圈的观测与监测。,全球变化研究的内容及意义,热带海洋和全球大气计划（TOGA）。计划历时10年（1985-1994），已完成。主要任务：研究20oN-30oS内热带海洋和全球气候的逐年变化，确定这些变化的机理，以提高中长期天气预报的准确性；研究建立几个月至数年时间尺度海洋与大气耦合系统变化的预报模式的可行性，探讨厄尔尼诺现象的响应机制。,全球变化研究的内容及意义,（2）国际地圈生物圈计划（IGBP）IGBP是由国际科学联合会(ICSU)组织的跨学科的国际合作项目，侧重地圈和生物圈的相互作用,于1986年正式确立。目标是了解控制地球系统及其演化的物理、化学和生物等相互作用的过程,以及人类活动在其中所起的作用。应用目标是增强人类对未来几十年至百年尺度上重大全球变化的预测能力,为国家的资源管理和环境决策服务。,全球变化研究的内容及意义,国际地圈生物圈计划（IGBP）由11个分计划组成：国际全球大气化学计划(IGAC)该计划由IGAC 及国际的大气化学和全球污染委员会(CACGP)共同支持,目标是认识全球大气化学组成,陆地和海洋生物圈过程以及人类活动对它的影响,从而在全球尺度上预测自然和人为的因素对大气化学的影响。,全球变化研究的内容及意义,全球海洋通量联合研究(JGOFS)该计划于1990年3月开始实施,侧重研究 海洋内部以及海洋边界在海洋生物和化学、海洋循环和相关物理因素以及人为活动的影响下的碳交换过程。认识和预测区域至 全球尺度大气洋面洋底系统的季节和年际变化,解释气候变化的成因。,全球变化研究的内容及意义,过去的全球变化(PAGES)1991年3月形成PAGES的实施计划。通过对历史资料和保存在树木年轮、湖泊和海洋的沉积物、珊湖、冰芯等中的自然信息的研究,并借助于现代物理、化学分析技术恢复过去环境的变化并区分自然因素和人为因素的影响,以此为依据,检验未来全球变化预测模型。目前集中研究两个时间阶段,最近2000年的地球历史；晚第四纪的最后几十万年的冰期、间冰期旋回。,全球变化研究的内容及意义,全球变化与陆地生态（GCTE)GCTE计划旨在分析全球尺度上大气成分、气候、人类活动和其他环境变化对陆地生态系统结构和功能的影响,预测未来全球变化可能对农业、林业、土壤和生态系统的影响。,全球变化研究的内容及意义,水循环的生物学方面(BAHC)BAHC计划研究植被在地表和大气水文工程中的作用,它有两个主要目的:通过野外测量,确定生物圈对水文循环的控制,发展从小块植被到大气环流模式(GCM)网格单元尺度上的土壤植被大气系统中能量和水通量模式；建立能用于描述和验证生物圈与地球物理系统问相互作用模拟结果的适当数据库。,全球变化研究的内容及意义,海岸带陆海相互作用(LOICZ)LOICZ计划侧重模拟和预测10年尺度上海岸带对全球气候变化的响应,为沿海地区的长期可持续发展、经济和社会政策服务。研究内容包括:外力或边界条件的变化对近海通量的影响；海岸生物地貌学与海平面上升；碳通量与痕量气体的排放；全球变化对海岸系统的经济和社会影响。,全球变化研究的内容及意义,全球海洋生态系统动刀学(GLOBEC)1995年确定的 GLOBEC 的主要目标是认识全球海洋生态系统及其亚系统的结构和功 能,提高海洋生态系统对全球变化响应的预测能力。,全球变化研究的内容及意义,土地利用与土地覆盖变化计划(LUCC)鉴于土地利用与土地覆盖变化研究对于深入认识全球环境变化的重要性,IGBP与IHDP于1992年正式确立了共同的核心计划LUCC。拟运用系统手段和综合案例研究,建立能在区域尺度上预测未来土地利用和土地覆盖格局的模型。LUCC近期的研究计划主要围绕人为活动引起的过去300年间土地覆盖的改变、未来50年土地利用变化对土地覆盖的可能影响、不同地理和历史背景下引起的土地利用变化的主要人为原因以及全球环境变化对土地的利用和土地覆盖影响等方面。,全球变化研究的内容及意义,全球分析、解释与建模(GAIM)GAIM是IGBP 3个支撑计划之一。整个地球可以划分为物理气候亚系统与生物地球化学亚系统。与物理气候系统的大气环流模型(GCM)相对应,GAIM 在不同的时空尺度上构建、评估和运用一系列的模型和数据库,并用他们解决与全球生物地球化学亚系统有关的问题。,全球变化研究的内容及意义,数据与信息采统(IGBPDIS)IGBP-DIS也是IGBP的 3个支撑计划之一。它的目的是汇集和处理各个核心计划产生的数据以及卫星遥感数据,使它们能够在各个计划之间互相使用。它的任务包括开发和维护数据采集通道,按一定标准处理数据、传播数据、制定数据管理政策以及促进各核心计划之间的数据交换。,全球变化研究的内容及意义,全球变化的分析、研究和培训除统(START)START也是IGBP的3个支撑计划之一,它是一个包括世界不同区域研究网络(RRN)的系统,每一个 RRN包括一个区域研究中心(RRC)和若干个区域研究站(RRS)。区域研究中心是本地区的信息中心,并起着协调地区内外的作用。RRN通过RRC相互联系,形成全球系统,通过它进行科学信息的分发,以组织研究和执行国际上主要的核心计划。START的意义是为区域尺度和全球尺度之间提供联系,开展区域影响评价并为区域政策的制定服务。根据有关原则,共提出了14个区域,目前已建立东亚(北京)、东南亚(曼谷)、南亚(新德里)、非洲(内罗毕)和地中海区(Toulouse,法国)5个全球变化研究中心。,全球变化研究的内容及意义,（3）全球变化人文计划 IHDP IHDP(或HDP计划)由国际远景研究机构联合会(IFIAS)、国际社会科学联合会(ISSC)和联合国教科文组织(UNESCO)联合制定、组织和协调，时间跨度为10年。该计划仿效自然科学的大规模合作,开展社会科学领域的多学科综合研究,深入分析人类在导致全球环境变化中所起的作用。它的目标为加强对人-地系统复杂相互作用的认识,探索和预测全球环境下的社会变化,确定社会战略以减缓全球变化的不利影响。,全球变化研究的内容及意义,（4）生物多样性计划 DIVERSITAS 国际生物多样性计划(An International Programme of Biodiversity Science,DIVERSITAS)是石油国际生物科学联合会(IUBS)、环境问题科学委员会(SCOPE)及联合国教科文组织(UNESCO)等3大国际组织于1991年共同发起的。它的主要任务是通过国际问合作,来加强对生物多样性的起源、组成、功能、维持与保护等方面开展研究,以增进对生物多样性的认识、保护和可持续利用。,全球变化研究的内容及意义,1996年该计划进入第2期,在上述3个国际组织的基础上,又有国际学术联合会(ICSUh国际地圈生物圈研究计划(IGBP-GCTE)和国际微生物联合会（GUMS)等3个国际组织加盟。相应地,该计划的研究领域也大大拓宽,涉及生物多样性研究的各个主要方面,包括生物多样性的起源、维持和丧失；生物多样性的生态系统功能；生物多样性清查、分类及其相互关系；生物多样性评价和监测；生物多样性的保护、恢复和可持续利用；生物多样性的人类因素；土壤和沉积物的生物多样性；海洋生物多样性；微生物生物多样性。,全球变化研究的内容及意义,三、全球变化研究的学科性质（1）从学科性质及其与传统地球科学的区别上看，全球变化研究是一门以学科之间交叉地带为主要研究领域、以学科之间相互渗透和结合为主要研究方式的交叉学科(见下表)。,全球变化研究的内容及意义,（2）全球变化研究是一门有重大理论价值的基础科学，其发展将加深人类对自己赖以生存的地球系统的形成变化规律的认识。（3）全球变化研究又是一门具有明确应用前景的新兴学科，其研究成果将直接服务于环境保护、资源的合理开发利用、生态环境的建设，是人类实施可持续发展的科学基础。,全球变化研究的内容及意义,（4）全球变化从整体上来研究地球系统的三大相互作用过程的一个新的研究领域，是现有学科之间的交叉地带。它以学科之间的相互渗透，系统的综合集成为主要研究方法。故该学科需要的是创新的观念、理论和方法。,全球变化研究的内容及意义,四、全球变化科学研究的主要意义 1 全球变化研究是人类社会实现可持续 发展的新的科学基础 2 有利于深化对地球系统的认识，促进地球科学发展,全球变化研究的内容及意义,3 有利于改变人类的观念促进应用基础科学和社会科学的共同发展4 推动世界科学进步，促进世界和平,全球变化研究的内容及意义,思 考 题,1,全球变化科学产生的背景,3,全球变化科学研究的意义是什么？,2,全球变化科学研究的主要内容和相关国际计划,