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Review of Development and Application of High Resolution Global Climate System Model 总被引：1，自引：0，他引：1
Climate models have been used as an important tool to quantitatively study climate variability and to predict or project climate change in the future. One of the most important pathways for development and improvement of climate system model is to increase the spatial resolution and improve the corresponding physical parameterization schemes, which is very important for understanding climate change and improving climate prediction skill. Based on a brief introduction of the importance of developing high-resolution global climate system model, a review of recent progresses in the development and application of high-resolution models was summarized. The paper also introduced the current situation and problems for the development and evaluation of high-resolution models and focused on the key scientific and technical bottlenecks which restrict the development of high-resolution models, including the development of dynamic framework of the high-resolution ocean and atmospheric models and massive high performance parallel computing, the improvement of the sub-grid physical parameterization scheme, and mesoscale air-sea interaction. Meanwhile, the scientific objects and experiments design of the international high resolution climate model intercomparison project (HiResMIP) of the coupled model intercomparison project phase 6 (CMIP6) was introduced. Finally, we prospect the future developments and evaluations of high-resolution climate models in China was proposed. 相似文献
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新一代对地观测系统的发展 总被引：7，自引：2，他引：7
对地观测系统(EOS，Earth Observation System)是获取空间对地信息、促进地球系统科学和空间信息科学等学科发展的支柱。长期以来，人们就期望着对自己居住的地球有一个全面深刻的了解，研究这种从几十年到几百年时间尺度的全球变化，依赖于观测系统和观测技术的发展。因此有必要建立一个对地球整体的观测系统，利用空间优势，获取有关地球体系及其各个组成部分的详细数据或信息。
近50年来，世界对地观测技术得到了迅猛的发展。NASA针对全球变化研究对建立长期的数据采集系统的实际需求，于20世纪80年代初开始规划地球观测系统（EOS）计划，并于90年代初实施。它包括一系列卫星、自然科学知识组成和一个数据系统，支持一系列极地轨道和低倾角卫星对地球的陆地表面、生物圈、大气和海洋进行长期观测。地球观测卫星系列是EOS计划的最基本和最重要的环节。EOS卫星系列计划在今后的10年内陆续发射一系列的太阳轨道环境遥感卫星，构成连续15年的数据采集系统，其规模在地球观测卫星发展史上是空前的。在EOS计划的基础上NASA规划了ESE战略计划，将继续发展国际新一代对地观测系统。迄今为止，Terra、Aqua和Arua卫星已经发射成功，引起地球遥感科学界的瞩目，为地球科学研究提供重要的数据资源。 相似文献
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关于我国开展地球系统研究战略概念模型的讨论 总被引：7，自引：3，他引：4
自20世纪末以来,地球科学开始进入一个新的发展时期,地球系统科学理念逐渐成为引领新世纪地球科学的发展方向。世界各国在制定其地球科学战略时,均基于各自掌握的科学资源和实际需求,形成了各自的特色。我国地球科学发展的优势在于区域自然条件,以及社会经济快速发展产生的需求和机遇。基于我国的实际情况的分析,提出了一个地球系统科学研究的概念模型。在这一框架内,我国可以在两方面选择研究范例,并为地球系统科学的发展做出贡献：一是在地球系统物质、能量循环中关注我国具自然条件优势的关键环节;二是强化区域集成研究。同时,还需要加强地球系统观测和模拟的平台建设。 相似文献
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对地球系统科学的几点认识 总被引：13，自引：0，他引：13
地球系统科学将是２１世纪地球科学的主旋律,它被定义为：“将地球作为一个整体来伯全部知识;对地球的气圈、水圈、生物圈和岩石中的各种作用及各层圈间相互作用时间进行的研究”。此种学术思想可追溯到１００多年前,见於文字也有近二十年。它对当代地学的发展起了重要的推动作用,有四个特点：地球现象的远距离相互联系、影响;内动力和外动力研究一体化;地质作用和生物作用研究一体化;一类活动作为地球系统的一部分。当前地球系统科学的发展也提出了一些新问题,主要的是：在学术思路上对与岩石圈有关的地质作用有所忽视;观察研究系统不全面;还未深人到资源形成和小环境的研究中。近年来的观测试验表明,发生在岩石圈的各种地质作用正积极参与垒球各圈层间的物质能量交换。对它们的忽视,可能正是目前一些生物地球化学循环模型无法平衡的原因。 相似文献
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新元古代(650MaB.P.)是地球演化历史上最重大的转折时期之一,这一时期地球气候的模拟研究,对于了解气候变迁、现代气候的形成、自然地理环境的演变有重要意义; 在地质学上,对于地层划分和对比,地壳演化研究以及矿产资源成因和探测都有重要意义。本文在借鉴国内外已有研究的基础上,应用MPM2——一个中等复杂程度的地球系统模式(EMIC),通过太阳常数和大气二氧化碳浓度的敏感性试验,对新元古代地球气候进行了模拟研究,结果表明在650Ma前,地球全球平均温度一直低于零度,即地球一直是“雪球”,直到650Ma前,全球平均温度大于零,“雪球”消融,雪球时代才结束。 相似文献
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干旱区融雪径流模拟的研究进展与展望 总被引：2，自引：2，他引：0
融雪径流模拟是干旱区水文水资源研究的热点问题,对干旱区春季融雪洪水风险评估和流域水资源管理至关重要。结合文献查询及资料分析,重点讨论了不同类型融雪径流模型的特征和发展情况,比较了不同融雪径流模型在干旱区一些典型河流的应用情况,并对其功能及优缺点进行了评估。结合对目前流域融雪径流模拟研究中存在的问题的分析,提出未来融雪径流模拟要注重提高数据分辨率的观点。借助多源遥感数据驱动获取更为精确的输入数据,在数据获取难度减小、精度提高的基础上山区融雪径流模拟将更多地以基于能量平衡的物理性模拟为主。模型的构建要充分考虑由气候变暖所带来的其它参数的变化,精确描述山区融雪过程,以提高对融雪径流的模拟精度。 相似文献
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《地学前缘》2006,(4)
This issue of Earth Science FrontiersZENG Hualin,Consultant for Earth Science FrontiersThe theme of the issues 4 and 5 of Earth Science Frontiers is“Research on the Qinghai-Tibet Plateau”.There are 22 papers dealing withthis themeinthisissueincluding 20 papersin Chinese with English ab-stract and 2 papers in English. The other 3 papers deal with tectonics and energy resources .XU Zhi-qin et al .suggest that the Qinghai-Tibetplateau, a huge collisional orogenic collage , wasformed … 相似文献
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热带太平洋海洋环流与暖池的结构特征、变异机理和气候效应 总被引：3，自引：0，他引：3
热带西太平洋暖池是引发强烈的大气对流、驱动Walker环流和Hadley环流系统的主要热源之一,对全球、尤其是东亚气候有重要影响。针对我国在提升气候预测水平方面的重大和迫切需求,国家重点基础研究发展计划项目"热带太平洋海洋环流与暖池的结构特征、变异机理和气候效应"于2011年7月正式立项。项目拟解决的关键科学问题包括:①调控暖池形成和变异的海洋环流多尺度相互作用过程;②海洋动力过程在暖池热盐结构变异中的作用及其机理;③暖池变异对不同类型El Nio影响机理的异同和对东亚季风变异的调制机理。围绕上述关键科学问题,项目将以暖池变异为中心,关注影响和控制暖池结构与变异的关键海洋过程,以及暖池海气相互作用影响ENSO循环、东亚季风年际变异的过程和机理,重点组织开展以下3个方面有针对性的调查研究:①热带太平洋环流和暖池的结构和变异特征;②热带太平洋环流与暖池相互作用的关键过程和机理;③暖池变异的海洋—大气耦合过程及其气候效应。在此基础上,项目将力争阐明暖池影响东亚季风和我国气候变异的过程、机理与敏感区,改进模式的混合参数化方案,提出有效提高ENSO预报技巧的同化方案,为我国短期气候预测能力的提高提供科学支撑。 相似文献
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Dong Wenjie Yuan Wenping Teng Fei Hao Zhixin Zheng Jingyun Wei Zhigang Chou Jieming Liu Changxin Qi Tianyu Yang Shili Yan Dongdong Zhang Jing 《地球科学进展》2016,31(12):1215-1219
According to the guideline of National Key Research and Development Project, this project aims at developing a world-class Integrated Assessment Model (IAM) in China, which will be used to assess the impacts of climate change on economy system. The objects of this project are to ① Improve the spatial resolution of Earth System Model (ESM); ② Modify the Integrated Assessment Model; ③ Couple the ESM and IAM; ④ Evaluate the impacts of climate change on society and economy. This project will solve two key scientific questions: how to identify the impacts of climate change in the IAM; How much the impacts of climate change on economy in China. Meanwhile, two techniques will be developed to complete the mission of this project: Simulate of small-scale human activities in the EAM and spatial and temporal resolution match of ESM and IAM. 相似文献
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地球科学和地球化学的进展,不但加深和扩大了对地球的认识和理论成果,同时也总结提炼出了全新的科学思维方法。复杂性理论和系统思维是科学认识论的一次飞跃。现代地球化学建立了较完整的理论和方法体系,给地质科学认知地球提供了依据和支撑。作者论证了系统思维和逻辑演绎法相结合的思维方式,是研究和认识地球复杂巨系统以及推动地球科学理论创新的指导思想,并提出了运用现代地球化学理论构架和方法体系,综合地球科学系统思维与逻辑思维相结合方向的地球化学认知模型,为深入研究地球物质能量系统的行为和解决人类面临的资源、环境和灾害问题提供新的思路。 相似文献
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Variations in the temperature of the Earth’s surface over the period 1850–2014 are reproduced and analyzed using seven historical calculations in the INM-CM5 climate model following the scenarios suggested for the CMIP6 project of comparison of climate models. In all calculations, the mean surface temperature increased by 0.8 K to the date of final calculation (2014), which is consistent with observations. The periods of accelerated warming (1920–1940 and 1980–2000) and its stabilization (1950–1975 and 2000–2014) are correctly reproduced by the model. The decrease in global warming of 2000–2014, which is hardly reproduced by the models in the CMIP5 experiment, is reproduced due to the more precise scenario of variation in the solar constant of CMIP6 protocols. The spatial structure of warming for last 30 years is also reproduced by the model.
相似文献13.
Roberto Cossu Monique Petitdidier Julian Linford Vincent Badoux Luigi Fusco Benoit Gotab Ladislav Hluchy Giuditta Lecca Fabrizio Murgia Camiel Plevier Philippe Renard Horst Schwichtenberg Wim Som de Cerff Viet Tran Gerald Vetois 《Earth Science Informatics》2010,3(3):135-148
Due to its intensive data processing and highly distributed organization, the multidisciplinary Earth Science applications community is uniquely positioned for the uptake and exploitation of Grid technologies. Currently Enabling Grids for E-sciencE, and other large Grid infrastructures are already deployed and capable of operational services. So far however, the adoption and exploitation of Grid technology throughout the Earth Science community has been slower than expected. The Dissemination and Exploitation of GRids in Earth sciencE project, proposed by the European Commission to assist and accelerate this process in a number of different ways, had between its main goals the creation of a roadmap towards Earth Science Grid platform. This paper presents the resulting roadmap. 相似文献
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地壳全元素探测——构建“化学地球” 总被引：17，自引：1，他引：16
地壳物质探测是地壳探测工程的重要组成部分。化学元素是地球物质组成的最基本单位,被称为地球的基因。矿产资源是由化学元素组成的,环境是受化学元素行为制约的,因此,对地壳中所有元素精确含量和分布的探测,对解决人类所面临的资源和环境问题具有重大意义。地壳全元素探测项目拟发展4种地球化学探测技术,包括地壳中所有天然元素的精确分析技术,中下地壳物质成分识别技术,穿透性地球化学探测技术,海量地球化学数据和图形显示技术。建立1个覆盖全国的地球化学基准网,系统采集代表性岩石样品10000件,疏松物样品6000件,按标准化的方法分析其主量元素和微量元素含量(包含78种元素),建立中国大陆地球化学基准值,为研究化学元素的分布、演化和成矿物质背景提供基准参考数据。进行总长度3300km的3条地球化学走廊带的实验与示范,采集各类代表性岩石样品5000件,进行元素和同位素测定,构建走廊带地壳地球化学模型、跨越不同大地构造单元的元素空间变化和大型矿集区成矿物质背景。为开展全国地壳探测工程奠定基础,并为最终建立"化学地球"进行技术准备和先导性实验。 相似文献
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随着新一轮的科技革命蓬勃兴起,大气科学学科正步入地球系统科学的新时代,学科交叉必然产生新的增长点.大气科学的发展经历了观测-理论-模型的三个阶段,很好地践行了“数据-模式驱使科学”的研究范式.然而,地质学具有更深远的时空复杂性,需要更长时间的数据积累.目前,地质学正面临着研究范式由观测向理论和模型的转变.大气科学与地质学的交叉将为这一转变提供经验和启示.同时,大气科学与地质学的交叉,需要研究气候系统上边界(大气顶的太阳辐射)和下边界(固体地球形态)变化导致的大气和海洋环流的响应.研究这些问题,将成为发展同时统辖“分钟、小时”直至“地史”的时间尺度的大气科学理论的关键,也是未来地球系统模式发展的重要方向之一.中国地质大学(武汉)的大气科学专业,作为推动大气科学与地质学交叉的排头兵,任重而道远. 相似文献
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The TETHYS GIS database is being developed as a way to integrate relevant geologic, geophysical, geochemical, geochronologic, and remote sensing data bearing on Tethyan continental plate collisions. The project is predicated on a need for actualistic model ‘templates’ for interpreting the Earth's geologic record. Because of their time-transgressive character, Tethyan collisions offer ‘actualistic’ models for features such as continental ‘escape’, collision-induced upper mantle flow magmatism, and marginal basin opening, associated with modern convergent plate margins. Large integrated geochemical and geophysical databases allow for such models to be tested against the geologic record, leading to a better understanding of continental accretion throughout Earth history. The TETHYS database combines digital topographic and geologic information, remote sensing images, sample-based geochemical, geochronologic, and isotopic data (for pre- and post-collision igneous activity), and data for seismic tomography, shear-wave splitting, space geodesy, and information for plate tectonic reconstructions. Here, we report progress on developing such a database and the tools for manipulating and visualizing integrated 2-, 3-, and 4-d data sets with examples of research applications in progress. Based on an Oracle database system, linked with ArcIMS via ArcSDE, the TETHYS project is an evolving resource for researchers, educators, and others interested in studying the role of plate collisions in the process of continental accretion, and will be accessible as a node of the national Geosciences Cyberinfrastructure Network—GEON via the World-Wide Web and ultra-high speed internet2. Interim partial access to the data and metadata is available at: http://geoinfo.geosc.uh.edu/Tethys/ and http://www.esrs.wmich.edu/tethys.htm. We demonstrate the utility of the TETHYS database in building a framework for lithospheric interactions in continental collision and accretion. 相似文献
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千百年尺度气候快速变化及其数值模拟研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
千百年尺度全球气候快速变化是古气候研究中的一个重要内容。研究发现，末次冰期和全新世都存在着千年、百年尺度的快速气候变化，其变化幅度可以达到典型的地质变化或天文因子所造成的冰期/间冰期的气候振荡幅度，同时这些古气候事件具有全球性。对冰期和全新世气候变化的数值模拟揭示了气候系统对地球轨道参数变化的响应以及海洋、植被、冰盖、温室气体等反馈因子的重要性,其中大洋温盐环流对北大西洋淡水注入的敏感性与末次冰期和全新世气候快速变化密切相联。利用中等复杂程度的气候模式（EMIC）CLIMBER 2模拟了末次冰期典型时段（60~20 ka BP）D/O和Heinrich事件以及东亚气候的响应过程。模拟研究揭示了全新世青藏高原冰雪环境对亚洲—非洲季风气候的显著影响。今后的古气候模拟研究将在改进模式分辨率、结合古气候代用资料确定更加符合历史时期边界条件以进一步改善气候模式的基础上,更加注重气候突变机制的研究以及加强全球变化背景下的区域气候的长期变化研究。 相似文献
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Markus Innerebner Armin Costa Ekaterina Chuprikova Roberto Monsorno Bartolomeo Ventura 《Earth Science Informatics》2017,10(1):55-68
Scientists as well public institutions dealing with geospatial data often work with a large amount of heterogeneous data deriving from different sources. Without a well-defined, organized structure they face problems in finding and reusing existing data, and as consequence this may cause data inconsistency and storage problems. A catalog system based on the metadata of spatial data facilitates the management of large amount of data and offers service to retrieve, discover and exchange geographic data in an quick and easy fashion. Currently, most online catalogs are more focusing on the geographic data and there has been only few interests in catalogizing Earth observation data, in which in addition the acquisition information matters. This article presents an automatic metadata extraction approach that creates from different optical data deriving from various satellite missions of scientific interest (i.e. MODIS, LANDSAT, RapidEye, Suomi-NPP VIIRS, Sentinel-1A, Sentinel-2A) metadata information, based on an extended model of the standard ISO 19115. The XML schema ISO 19139-2 with the support of gridded and imagery information defined in ISO 19115-2 was examined, and based on the requirements of experts working in the research field of Earth observation the schema was extended. The XML schema ISO 19139-2 and its extension has been deployed as a new schema plugin in the spatial catalog Geonetwork Open Source in order to store all relevant metadata information about satellite data and the appropriate acquisition and processing information in an online catalog. A real-world scenario that is productively used in the EURAC research group institute for Applied Remote Sensing illustrates a workflow management for Earth observation data including data processing, metadata extraction, generation and distribution. 相似文献
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全国矿产资源潜力评价（2006-2013）工作历时8年,是建国以来规模最大的矿情调查工作之一,形成了海量（TB级）的成果数据。如何高效的管理该数据集,实现数据的广泛应用,成为数据共享服务的关键和难点。文章以全国矿产潜力评价成果数据为基础,运用GIS技术,分析了地质大数据存储管理、基于元数据的查询检索、空间数据可视化等关键技术,提出了一种针对海量、多源、异构的地质数据的统一管理思路。通过对成果数据的分析整理,构建元数据库作为存储不同类型数据的索引,完成数据的统一集成管理,同时实现数据的快速查询访问;借助强大成熟的Mapgis k9功能模块和开源的NASA World Wind三维数字地球引擎,进行二次开发,搭建适合于矿产资源潜力评价成果数据信息管理系统平台,为矿产资源潜力评价成果数据推广应用提供信息技术支撑,提高潜力评价数据的信息化服务能力。 相似文献