導語

為了能夠深入理解人類世背景下地球系統各要素之間復雜的相互作用與演化機制，并為人類應對未來的地球系統科學重大挑戰提供一套科學的認知框架，集智俱樂部聯合清華大學講席教授陳德亮、北京師范大學教授樊京芳、東莞理工學院特聘副研究員陳愛芳、南開大學副教授戴啟立老師和愛爾蘭都柏林大學博士生班嶄共同發起，將組織大家從新的研究范式出發梳理相關文獻，并深入研讀其中涉及的理論與模型。

從2025年3月4日開始，每周二晚上19:00-21:00，讀書會將以線上形式進行，持續時間預計8-10周。讀書會詳情及參與方式見后文。

分享背景

地球系統模型作為理解和預測地球復雜系統的核心工具，已發展百余年，從單一大氣環流模型演變為多圈層耦合的綜合系統。在氣候變化加劇、極端事件頻發的背景下，提升地球系統模型的模擬精度和預測能力變得尤為重要。然而，地球系統模型在表達人類活動影響、圈層間復雜反饋及極端事件等方面仍存在顯著局限，亟需創新方法和跨學科視角加以突破。

分享簡介

本次報告將深入探討地球系統模型的演變歷程與未來發展的挑戰與機遇，從地球系統模型的百年發展歷史出發，聚焦當前面臨的三大挑戰，包括日益增長的人類活動影響、巖石圈的非線性和長期影響，以及冰凍圈中復雜的反饋機制。探討地球系統模型發展的關鍵機遇，包括在地球系統模型中融入人-自然相互作用、將巖石圈演化納入地球系統模型、關注冰凍圈的復雜反饋作用、新一代地球系統模型的動力學框架、跨時空尺度的多分辨率建模、物理與數據驅動方法的融合、模型組件的高效耦合以及如何平衡模型復雜性與可用性。未來通過跨學科合作和人工智能等新技術應用將推動地球系統模型的發展，為應對氣候變化和預測地球系統動態提供更可靠的科學依據。

分享大綱

1. 地球系統模型的發展背景

2. 地球系統模型的發展歷史

3. 地球系統模型面臨的主要挑戰

4. 地球系統模型未來發展的機遇

5. 結論與展望

核心概念

地球系統模型，Earth system models

人類圈，Anthroposphere

巖石圈，Lithosphere

冰凍圈，Cryosphere

機器學習，Machine learning

人工智能，Artificial intelligence

主講人簡介

中國科學院青藏高原研究所特聘骨干研究員。主要研究方向為：區域氣候變化，數據同化，數據集成，大數據分析。建立了區域氣候模式降水遙感產品同化框架，以提高區域氣候模式的降水（雨雪）模擬精度；研發了高時空分辨率長時間序列的黑河流域近地表大氣資料，為基金委重大研究計劃“黑河流域生態－水文過程集成研究”集成項目“黑河流域水-生態-經濟系統的集成模擬與預測”的模型開發和運行提供驅動數據；集成青藏高原乃至中國陸域地球表層科學方面的遙感、冰凍圈、水文、生態、沙漠、古環境等資源、環境和人文等特色數據集，為青藏高原地球系統科學和區域可持續發展提供數據服務。研究成果主要發表在Bulletin of the American Meteorological Society、Journal of Geophysical Research等國際主流刊物，已發表100多篇。

報名參與

直播信息

2025年4月1日19:00-21:00

報名加入社群（可開發票）

斑圖鏈接：https://pattern.swarma.org/study_group_issue/880

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Berdugo, M., Delgado-Baquerizo, M., Soliveres, S., Hernández-Clemente, R., Zhao, Y., Gaitáya, E., Sakschewski, B., Nascimento, N., Staal, A., Betts, R. A., Levis, C., L

Chen, F., Ding, L., Piao, S., Zhou, T., Xu, B., Yao, T., Li, X., 2021. The Tibetan Plateau as the engine for Asian environmental change: the Tibetan Plateau Earth system research into a new era. Science Bulletin 66(13), 1263-1266.

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地球系統科學讀書會

世界氣象組織《2023年全球氣候狀況》報告確認2023年是有觀測記錄以來最暖的一年。氣候變化正在以高溫、干旱、洪水、野火和沙塵暴等極端天氣的形式吸引人們的廣泛關注。世界經濟論壇《2024全球風險報告》將氣候變化作為首要值得關注的風險。地球作為一個多要素、非線性的開放復雜系統，要素間相互作用關系復雜，往往牽一發而動全身。在人類活動深刻影響下，我們該如何理解并有效應對正在面臨的氣候變化以及其帶來的社會經濟等一系列議題，實現人類與地球的可持續發展？

為了能夠深入理解人類世背景下地球系統各要素之間復雜的相互作用與演化機制，并為人類應對未來的地球系統科學重大挑戰提供一套科學的認知框架，集智俱樂部聯合清華大學講席教授陳德亮、北京師范大學教授樊京芳、東莞理工學院特聘副研究員陳愛芳、南開大學副教授戴啟立老師和愛爾蘭都柏林大學博士生班嶄共同發起，將組織大家從新的研究范式出發梳理相關文獻，并深入研讀其中涉及的理論與模型。

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