儀器儀表和地球科學相關性分析
文章來源:正航儀器
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發布時間:2013-08-13
儀器儀表和地球科學相關性分析
(-)近中期面臨的主要科學問題
近中期地球科學發展面臨的主要科學問題是:如何系統性和整體性研 究地球系統過程;如何探索解決人類生存、社會發展和地球系統相關聯的 資源、環境、災害問題。
(二)近期需要開展的主要研究工作
圍繞上述面臨的主要科學問題,今后一段時間需要開展的研究工 作是:
地球系統多圈層相互作用的研究
地球系統科學就是研究組成地球系統的空間圈、大氣圈、水圈、固體 地球(地殼、地幔、地核或巖石層、軟流層、中間層)和生物圈(包括人 類)的各子系統之間相互聯系、相互作用中運轉的機制,地球系統變化的 規律和控制這些變化的機理,包括空間、大氣、海洋、冰凍層與固體地球 的相互作用及其對全球變化的影響,板塊邊界及板塊內部形變的特征、動 力學及其與地震、火山等災害的關系,地球深內部的結構、組成、狀態、
動力學及其他地球子系統的關系等;研究探測地球表層結構,研究成礦、
成藏的復雜動力學過程,進行能源、資源的立體“透明”勘查,認識成 礦、成藏規律,提高找礦效率,同時研究行星地球環境與生命過程及日地 空間環境和時空演化,從而為全球環境變化預測和資源利用建立科學基 礎,并為地球系統的科學管理提供依據。
地球系統中的物理、化學、生物過程及其相互作用研究
以“地球系統”為研究對象,將大氣圈、水圈(含冰凍圈)、
(層)和生物圈視為一個整體,探討由一系列相互作用過程,包括系統各 組成成分之間的相互作用,物理、化學和生物三大基本過程的相互作用以 及人與地球的相互關聯和作用,海洋的物理和生物地球化學過程及其資源 環境效應;及由這些相互作用過程聯系起來的復雜非線性多重耦合系統形 成的地球系統的運行機制。
人類活動與地球系統的關系研究
圍繞人類活動對地球系統的影響和適應,主要研究人類活動對地球系 統的影響造成的問題,包括災害、環境污染、生態破壞等,如潔凈淡水短 缺,陸地和水生生態系統退化,土壤侵蝕加劇,生物多樣性破壞,大氣物 理、化學性質變化,放射性氣體及核輻射影響,漁業產量下降等。特別是 隨著全球變化問題的升溫,我國作為《氣候框架公約》(UNFCCC)簽約 國和《京都議定書》簽字國,將承擔越來越大的人類活動對全球溫室效應 的義務。
4.地球系統相互作用及其變化對人類生存與發展的影響
自然災害已經成為威脅人類生命、財產安全的主要災害之一,圍繞最 大程度降低災害損失,重點研究具有中國地域特點、典型而帶全球性的資 源環境災害等問題,認識地球系統的復雜性,提高地球系統變異的可預測 性。主要研究復雜Afe球系統的非線性相互作用所導致的地球環境的演化與 演化過程中形成的復雜系統以及相應的社會和工程復雜系統,包括突發地 球自然災害與氣候變化的預報和處理及控制,特別是氣象災害、地質災 害、地震、火山等災害現象的監測預測、防御、應急響應和救助的科學 問題。
(三)所需的主要技術支撐體系
地球科學是觀測的科學,為了保證上述研究工作的進行,近期需要發 展的主要技術支撐體系是:
空間對地觀測系統。為發展我國地基、海基、空基、天基的地球觀 測系統,需要為先進衛星對地觀測系統、先進航空遙感對地觀測系 統以及空、亞軌道遙感對地觀測平臺系統等配制大型專用儀器設備。
地球科學研究觀測網絡系統。為建立和發展全球綜合地球觀測網絡 (EOS),需要建立綜合地球物理和地球化學觀測網絡,利用天然地震和可 控震源建立地震觀測陣列,同時為獲取基本觀測數據和資料,還需建立地 球觀測信息共享系統。
大陸科學深鉆系統。為開展資源探査、環境保護、地質地震災害預 測等應用性研究,需要在中國大陸科學鉆探深井,建立高精度的實驗觀測 技術支撐體系。
地球模擬器系統。為支撐地學基礎研究的深人開展,需要建立能夠 模擬地球多圈層相互作用、地球內部構造及其狀態變化以及地球環境災害 發生過程等的數值模擬模型,即地球模擬器系統。