¿Cuáles son las características de la tierra?

En el siglo XXI, las ciencias de la Tierra se han convertido en una nueva etapa del "Sistema Tierra", enfatizando la interacción entre la litosfera, la hidrosfera, la atmósfera y la biosfera de la Tierra, y luego de Desde la perspectiva del sistema terrestre en general, estudiamos los procesos y mecanismos de interacción de las distintas capas de la Tierra. Actualmente, más sistemas de observación de la Tierra (satélites, estaciones de superficie, etc.), resoluciones espaciales y temporales más finas y un procesamiento de datos más potente (supercomputadoras) están promoviendo gradualmente la comprensión científica de la Tierra por parte de los seres humanos y mejorando la adaptabilidad humana al medio ambiente global. capacidad de cambiar y servir al desarrollo sostenible!

El proceso geológico de la tierra

1. La definición y características de la ciencia del sistema terrestre

La tierra es un complejo muy complejo donde la materia y la energía interactúan constantemente. Un sistema no lineal se puede dividir en varias capas básicas. Cada capa interactúa entre sí e interactúa entre sí. La interacción entre y dentro de las capas a lo largo del tiempo constituye la evolución de la Tierra.

La evolución de la Tierra a lo largo del tiempo

1. La composición del sistema Tierra

El sistema Tierra se refiere a la atmósfera, la hidrosfera (incluida la criosfera), geosfera (el conjunto orgánico formado por la corteza, el manto y el núcleo de la Tierra), pedosfera y biosfera (incluidos los humanos). La ciencia del sistema terrestre estudia principalmente la composición material y la distribución estructural de cada esfera, una serie de procesos de interacción y reglas de formación y evolución dentro y entre cada esfera, así como los cambios globales relacionados con las actividades humanas, y proporciona comprensión humana de la Tierra y el verde. La sostenibilidad proporciona apoyo científico para afrontar los desafíos que plantean los cambios ambientales globales.

La composición de la esfera terrestre

2. La fuente de energía del sistema terrestre

La evolución del sistema terrestre se ve afectada principalmente por lo interno y lo externo. Procesos geológicos dinámicos** *Con el mismo accionamiento, cuenta principalmente con dos sistemas de aporte de energía. Una es la energía de la radiación solar liberada por el sol al sistema solar durante el proceso de fusión nuclear, que afecta directamente los procesos del sistema de la superficie terrestre, como el cambio climático, la fotosíntesis biológica y la erosión y erosión de las rocas. los procesos geológicos dinámicos externos son La energía potencial gravitacional liberada por la desintegración de materiales radiactivos en el interior de la Tierra y la migración de materiales hacia las profundidades de la Tierra y el calor liberado por la cristalización de minerales tienen un impacto en procesos como la deriva continental y el fondo marino. La expansión, el movimiento de placas, la actividad del magma, los terremotos, el metamorfismo y los movimientos geológicos endodinámicos son el suministro de energía más importante.

Suministro de energía de la Tierra e interacción de esferas

3. Características espacio-temporales del sistema terrestre

La Tierra es un gigante complejo compuesto de procesos a múltiples niveles temporales y escalas espaciales. El sistema se manifiesta como un sistema de círculos múltiples en el espacio. La interacción entre las distintas capas de la Tierra (litosfera-pedósfera-atmósfera-hidrosfera-biosfera), diversos procesos (procesos biológicos, procesos físicos, procesos químicos) y diversos elementos (como montañas, ríos, bosques, tierras de cultivo, lagos y mares de hierba) Contacto, reacción en cadena. La ciencia del sistema terrestre trata la atmósfera, la biosfera, la pedosfera, la litosfera y el manto/núcleo como un sistema. A través de estudios interdisciplinarios de larga duración, construye un marco para la evolución de la Tierra, comprende los procesos y mecanismos que ocurren actualmente y predice la evolución de la Tierra. próximos cientos de años. Los objetos de investigación de la ciencia del sistema terrestre pueden abarcar desde estructuras moleculares hasta escalas globales en una escala espacial, y desde procesos evolutivos de cientos de millones de años hasta rupturas y deformaciones instantáneas en una escala de tiempo.

En las diferentes etapas de la evolución de la Tierra, las características de los procesos geológicos también son diferentes. Al comienzo de la formación de la Tierra, debido a la acumulación de pequeñas estrellas, la energía potencial gravitacional y la energía cinética entre estrellas se convertían en energía térmica debido a las colisiones. Además, el alto contenido de materiales radiactivos y la rápida tasa de desintegración. produjo una gran cantidad de energía térmica. Los procesos geológicos endodinámicos están muy desarrollados. La superficie terrestre está cubierta por un mar de magma y poco a poco se diferencia en corteza, manto y núcleo. En comparación, el sol es tenue y sus efectos geológicos dinámicos externos son débiles. Hoy en día, la Tierra se encuentra bajo un sistema de placas tectónicas y los procesos geológicos dinámicos internos siguen siendo muy activos. Al mismo tiempo, a medida que aumenta la luminosidad del sol, los procesos geológicos dinámicos externos también son muy activos.

Procesos geológicos en las primeras etapas de la formación de la tierra

Diferentes períodos tienen diferentes procesos geológicos

Al mismo tiempo, los procesos físicos, químicos y biológicos de El sistema terrestre se puede separar en el espacio. Está compuesto de muchos subprocesos, cada uno de los cuales está entrelazado y se influye entre sí.

Clasificación de zonas climáticas de Kppen

2. ¿Historia del desarrollo de la ciencia del sistema terrestre 1. El período embrionario?

El fundador de la biosfera y la biogeoquímica, un Científico famoso de la ex Unión Soviética El geoquímico Vernadsky (1863-1945) señaló que los seres vivos son parte de la fuerza geológica y que la geosfera y la biosfera coevolucionan. Escribió: "La vida no es una evolución externa accidental en la superficie terrestre. Al contrario, está estrechamente relacionada con la estructura de la corteza terrestre. Sin vida, la faz de la Tierra perdería su expresión y se volvería tan opaca como el luna."

Vernadsky y sus obras

En la década de 1970, el meteorólogo británico Lovelock creía que los seres vivos y la Tierra formaban un organismo de tipo biológico con una autorregulación a escala global. El sistema es un "superorganismo" que enfatiza el efecto regulador de la biosfera sobre el medio ambiente global. Cree que la biosfera mantiene el clima y la composición química de la superficie terrestre en un equilibrio dinámico que es el más adecuado para la biosfera. Lleva el nombre de la diosa de la tierra "Gaia" en la mitología griega. "Nombra este sistema de control.

Lovelock y la breve historia de la evolución de la Tierra

2. Del cambio global a la ciencia del sistema terrestre

1 Curva de Keeling

U.S. En 1958, Charles David Keeling del Instituto Scripps de Oceanografía continuó tomando muestras en la cima del volcán Mauna Loa en Hawaii para detectar la concentración de CO2 atmosférico. Descubrió que la concentración de CO2 había aumentado de 318 ppm en 1958 a las 411 ppm actuales. Es el nivel más alto en casi 800.000 años. La concentración de CO2 más alta fue, y la concentración de CO2 más baja fue de solo 185 ppm durante la edad de hielo. Por lo tanto, esta famosa curva de cambio de concentración de CO2 atmosférico también se conoce como la "Curva de Keeling". El CO2, como principal gas de efecto invernadero, es la principal causa del calentamiento global.

David Keeling y la curva de Keeling

Introducción a la curva de Keeling

2. Agujero de ozono en la Antártida

En 1985, los científicos británicos Farman y otros. Resumido Sus observaciones en el Observatorio de la Bahía Halley en la Antártida desde 1975 encontraron que desde 1975, la concentración total de ozono en la Antártida ha disminuido en más del 30% a principios de la primavera cada año (octubre en la Antártida), lo que conmocionó a la comunidad científica y agravó el problema. del agujero de la capa de ozono de la Antártida. En 1987, muchos países de todo el mundo firmaron el Protocolo de Montreal, que entró oficialmente en vigor el 1 de enero de 1989. En 1996, se prohibió oficialmente la producción de clorofluorocarbonos. Hasta ahora, la capa de ozono se ha estabilizado y ha comenzado a recuperarse gradualmente.

Imágenes satelitales de la capa de ozono antártica de 1979 a 2017

Mapa de recuperación de la capa de ozono antártica y predicciones de tendencias futuras

3. El término "ciencia del sistema terrestre" fue propuesto por primera vez

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La ciencia del sistema terrestre, que analiza la Tierra como un todo y la interacción de las esferas, se originó a partir del estudio del "cambio global". En la década de 1980, en respuesta a las amenazas del "agujero de ozono" y el "efecto invernadero", la comunidad científica atmosférica inició por primera vez un esfuerzo global para rastrear el ciclo del carbono en todos los círculos. En 1983, la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) estableció el "Comité de Ciencias del Sistema Terrestre"; en 1986, la NASA propuso por primera vez la ciencia del sistema terrestre (ciencia del sistema terrestre) como término; en 1988, la NASA publicó "Ciencia del sistema terrestre: A"; Closer" View", propuso el famoso "diagrama de Bretherton", que muestra la interacción entre la atmósfera, el océano y la biosfera en procesos físicos y ciclos biogeoquímicos, marcando el inicio de la "ciencia del sistema terrestre".

La primera aparición del término "Ciencia del sistema Tierra"

3. La ciencia del sistema Tierra en desarrollo

1.

Desde la década de 1980, la comunidad científica internacional ha iniciado y organizado sucesivamente la implementación de un plan de investigación del cambio global que consta de cuatro grandes planes de investigación con el cambio global y los sistemas terrestres como objetos de investigación, a saber: Programa Mundial de Investigación del Clima (PMIC) , Programa Mundial de Investigación sobre el Clima), Programa Internacional Geosfera-Biosfera (IGBP, Programa Internacional Geosfera-Biosfera), Programa Internacional de la Dimensión Humana del Cambio Ambiental Global (IHDP, Programa Internacional de la Dimensión Humana del Cambio Ambiental Global), Programa de Biodiversidad (DIVERSITAS). Al iniciar el nuevo siglo, los cuatro principales programas de cambio ambiental global han unido fuerzas para establecer el Consorcio Científico del Sistema Terrestre (ESSP).

Historia del Programa Internacional de Investigación del Cambio Global

2, Programa Tierra Futura ( Tierra Futura)

En 2014, con el fin de responder a los desafíos que plantean los cambios ambientales globales en diversas regiones, países y sociedades, fortalecer la comunicación y la cooperación entre las ciencias naturales y las ciencias sociales, y proporcionar Teorías necesarias para el desarrollo sostenible global Conocimiento, herramientas y métodos de investigación, iniciados por el Consejo Internacional de Ciencias (ICSU) y el Consejo Internacional de Ciencias Sociales (ISSC), la Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (UNESCO), el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA). ), la Universidad de las Naciones Unidas (UNU), el Foro Belmont y la Agencia Internacional de Financiación de la Investigación del Cambio Global (IGFA) y otras organizaciones tomaron la iniciativa de establecer el programa científico a gran escala de diez años "Future Earth"

Tierra Futura. ——Desarrollo Sostenible Global

3, Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC)

Al mismo tiempo, también proporciona medidas para hacer frente al cambio climático global y sus consecuencias. impacto potencial en la economía social y las estrategias de respuesta humana. En 1988, el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) y la Organización Meteorológica Mundial (OMM) establecieron conjuntamente el Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC). Evaluando los cambios en la comprensión del cambio climático en todo el mundo, la última literatura científica, técnica y socioeconómica, actualmente el IPCC tiene tres grupos de trabajo y un grupo temático. El primer grupo de trabajo es la base científica natural del cambio climático, el segundo. El grupo de trabajo es los impactos, la adaptación y la vulnerabilidad del cambio climático, y el tercer grupo de trabajo es El grupo de trabajo es mitigar el cambio climático. El objetivo principal del Grupo de Trabajo del Inventario Nacional de Gases de Efecto Invernadero es desarrollar y perfeccionar los métodos de cálculo y presentación de informes. emisiones y absorciones nacionales de gases de efecto invernadero.

Estructura operativa del IPCC

4. Antropoceno

Desde la Revolución Industrial, las actividades humanas se han convertido gradualmente en la principal fuerza geológica. la agricultura, la urbanización, el transporte por carretera y otras construcciones han cambiado en gran medida la morfología de la superficie original; los gases de efecto invernadero emitidos por la combustión han cambiado la composición química de la atmósfera y tienen un impacto significativo en el sistema climático. ha aumentado de 3,7 mil millones a 7,6 mil millones de toneladas; las emisiones globales de CO2 han aumentado de 14,9 mil millones de toneladas a 36,8 mil millones de toneladas; aumentó aproximadamente 0,97 grados; la temperatura de la superficie del mar aumentó aproximadamente 0,6 grados; el hielo del mar Ártico se derritió aproximadamente un 13,2%; el nivel global del mar aumentó 14,4 cm. En 1970, alrededor de 150 millones de toneladas de desechos plásticos se acumularon en el océano. La Tierra entró gradualmente en una nueva era geológica: el "Antropoceno".

En diciembre de 2015, 197 países de todo el mundo alcanzaron el Acuerdo de París en la Conferencia sobre Cambio Climático de París, decidiendo reducir conjuntamente las emisiones globales de carbono y combatir el calentamiento global. En este momento, la ciencia del sistema terrestre ha estado firmemente arraigada en las necesidades sociales de responder a los cambios ambientales globales y la integración de las ciencias de la tierra y la vida.

Introducción al Antropoceno

5. La ciencia del sistema terrestre a través del tiempo y el espacio

En 2001, las sociedades geológicas del Reino Unido y Estados Unidos celebraron conjuntamente Se celebró una reunión conjunta en Edimburgo. Se celebró la Conferencia Internacional sobre el "Proceso del Sistema Terrestre", que impulsó el concepto de "cambio global" durante miles de millones de años, desde el origen de la fotosíntesis en el Arcaico hasta los efectos climáticos de la evolución de las piscinas cálidas en tiempos modernos. A diferencia del "cambio global", la "ciencia del sistema terrestre" mencionada aquí no sólo cruza las esferas, sino que también abarca el tiempo y el espacio. Aplica el concepto de "cambio global" a la evolución geológica y, al explorar la interacción de las esferas, también. También estudia el tiempo y el espacio. Los procesos de cambio a diferentes escalas revelan los mecanismos impulsores y las interrelaciones de los procesos a diferentes escalas. La entrada del concepto del sistema terrestre en la ciencia geológica no es sólo una extensión temporal de la interacción entre los círculos de investigación del cambio global, sino que también marca la entrada de la ciencia geológica a una nueva era de investigación integrada.

Conferencia Internacional sobre el Proceso del Sistema Tierra 2001

3. ¿Ejemplos de interacciones entre las esferas terrestres 1. Interacción entre la biosfera, la atmósfera y la geosfera?

El gran evento de oxidación y la formación de edificios con bandas de hierro

Hace unos 2.400 millones de años, el contenido de oxígeno libre en la atmósfera (expresado como una presión parcial equivalente a la atmósfera moderna, PAL = Nivel de la atmósfera actual) de repente aumentó desde un nivel muy bajo hasta la concentración actual de 10, y luego permaneció en un nivel estable hasta hace 850 millones de años, conocido como el "Gran Evento de Oxigenación" (GOE), hace 850 millones de años. Antes de eso, los niveles de oxígeno aumentaron nuevamente. conocido como Evento de Oxigenación Neoproterozoico (NOE), hasta alcanzar aproximadamente los niveles actuales. La visión tradicional actual es que las cianobacterias en el océano convierten gradualmente el ambiente superficial previamente reductor en un ambiente oxidante a través de la fotosíntesis. El GOE fue un evento geológico importante en el período Precámbrico, que condujo a la extinción de una gran cantidad de organismos anaeróbicos. Los eucariotas florecieron gradualmente y gradualmente aparecieron y se desarrollaron organismos multicelulares. Esto cambió el entorno químico del océano y condujo a la construcción de un. Un gran número de formaciones en bandas de hierro (BIF) (las BIF son el tipo de mineral de hierro con mayores reservas y la distribución más amplia en el mundo) son un cambio integral del sistema de la superficie terrestre.

2. La interacción entre la geosfera, la atmósfera y la hidrosfera

1. La evolución del patrón de distribución de la tierra y el mar.

El clima terrestre. El sistema no sólo se ve afectado por la distribución latitudinal de la radiación solar, etc. Las influencias externas también se ven afectadas por factores superficiales subyacentes, como la distribución y la topografía del mar y la tierra. En 1912, el astrónomo alemán Alfred Wegener publicó un artículo en el que proponía la hipótesis de la deriva continental. Más tarde, con la introducción de las teorías de la expansión del fondo marino y la tectónica de placas, se descubrió que los continentes y océanos de la Tierra también podían sufrir cambios trascendentales. Los continentes son combinaciones complejas de varios bloques y componentes que se han transformado muchas veces durante el complejo proceso geológico de la Tierra. Durante el período geológico histórico, mostraron diferentes patrones de distribución de la tierra y el mar. Existieron en el pasado Ha habido 4 supercontinentes (todas las tierras de la tierra están casi fusionadas en un solo bloque), del más antiguo al más nuevo, son Kenorland (hace 2,6-2,4 mil millones de años), Columbia (hace 1,9-1,85 mil millones de años). ), Columbia (hace 1,9-1,85 mil millones de años), Rodinia (mil millones de años) y Pangea (250 millones de años).

2. El Súper Monzón del Continente Unido

Desde el Pérmico hasta el Jurásico Temprano (hace unos 250-180 millones de años), el Continente Unido (Pangaea) estuvo formado por el Labor del hemisferio norte El subcontinente y Gondwana en el hemisferio sur estaban conectados cerca del ecuador, especialmente a principios del Triásico. Los resultados de la simulación muestran un "súper monzón (megamonzón)" global (en todo el continente): en invierno y verano aparecen monzones en direcciones opuestas, la ZCIT migra significativamente a través del continente unido y las precipitaciones se concentran cerca del océano Tetis, en el interior. Las precipitaciones son casi nulas, el clima del Continente Unido es extremadamente continental y la diferencia de temperatura entre el invierno y el verano en el interior puede llegar a los 50°C.

3. Una serie de cambios climáticos provocados por el levantamiento de la meseta tibetana.

Hace unos 50 millones de años, el movimiento de placas provocó la colisión de los continentes indio y asiático, lo que dio lugar a una importante colisión. evento de construcción de montañas en la historia de la tierra, formando el cinturón orogénico Himalaya-Tibetano más grande del mundo y el techo del mundo, la meseta tibetana.

El proceso de elevación de la meseta Qinghai-Tíbet

La elevación de la meseta Qinghai-Tíbet ha cambiado y ha formado el patrón topográfico alto en el oeste y bajo en el este en mi (la parte continental de mi país todavía era alta en el este y baja en el oeste al menos hasta el Cretácico) provocando cambios en la distribución y dirección de los principales ríos de Asia, cambiando las condiciones de transporte de agua dulce y sedimentos de la tierra al océano); , provocando que grandes áreas de tierra tropical, subtropical y templada de la tierra se eleven por encima de los 4500 m de altitud y se conviertan en zonas alpinas, formando el "Tercer Polo del Mundo" donde se concentran el hielo, la nieve y el suelo helado, lo que hace que la circulación occidental se ramifique; , y el flujo de aire del ramal sur en verano y el flujo de aire del ramal norte en invierno tienen un efecto fortalecedor sobre el monzón. La meseta elevada se convierte en la fuente de calor de la atmósfera en verano e invierno y constituye una fuente de frío, lo que hace que prevalezca el viento del sur. en grandes zonas de Asia en verano, trayendo una gran cantidad de vapor de agua desde el océano de baja latitud, haciendo del sur de mi país una tierra húmeda de abundancia, mientras que en invierno prevalece el viento seco y frío del norte, formando un poderoso monzón asiático; el vapor de agua forma una barrera terrestre, formando la zona árida interior más grande del mundo en Asia, intensifica la erosión física y química en el área de la meseta, absorbe CO2 atmosférico y conduce a un enfriamiento global gradual.

Efectos ambientales causados ​​por el levantamiento de la meseta

Meteorización intensificada e isostasis de la corteza causada por el levantamiento de la meseta

3. Interacción entre geosfera e hidrosfera

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La corriente oceánica circunantártica y la formación de la capa de hielo antártica

Desde el Cenozoico, la temperatura global ha mostrado una tendencia periódica a la baja en el cambio del Eoceno/Oligoceno (~34). Ma), el enfriamiento fue extremadamente dramático y condujo a la formación de la capa de hielo de la Antártida. La apertura de los canales de Drake y Tasmania provocó la formación de la Corriente Circumpolar Antártica (ACC), que dificultó la transferencia de calor desde las latitudes bajas a las altas en el hemisferio sur, provocando con ello el crecimiento de la capa de hielo antártica. Cuando la capa de hielo antártica siga creciendo y la capa de hielo expandida sea suficiente para cerrar todo el Estrecho de Drake, la corriente oceánica circunantártica se bloqueará y el cinturón de deriva occidental circunantártico desaparecerá, lo que mejorará el transporte de calor ecuatorial. La desaparición es una razón importante por la cual la capa de hielo de la Antártida no puede expandirse hasta convertirse en un gran glaciar en el hemisferio sur.

Corriente Oceánica Circunantártica

4. Interacción entre criósfera y geosfera

Ajuste isostático de la corteza provocado por el derretimiento de los glaciares

Glacial Ajuste isostático (Ajuste isostático glacial, GIA) La respuesta de la litosfera a los cambios en las cargas de hielo superficial y agua de mar durante los períodos glaciales. Por un lado, desde la última desglaciación, la capa de hielo Laurentiana, la Cordillera y las capas de hielo inuit en América del Norte, así como Gran Bretaña, Escandinavia y el mar de Barents-Mar de Kara en Eurasia, etc. Los casquetes polares han provocado que una gran cantidad de agua helada derretida entre en el océano, provocando que el nivel medio global del mar aumente unos 120 m. Por otro lado, la redistribución de materiales internos en la tierra debido a la descarga de glaciares y la. La carga de las cuencas oceánicas ha provocado movimientos de la corteza posglacial, cambios en la gravedad de la Tierra y campos de tensión que pueden provocar una caída del nivel del mar en áreas anteriormente cubiertas por capas de hielo.

Ajustes isostáticos causados ​​por el derretimiento de los glaciares

Por ejemplo, en Bathurst Inlet, Nunavut, Canadá, las rocas causadas por el derretimiento de las capas de hielo desde el período de desglaciación han El efecto de la isostasis circular ha provocó que el nivel del mar en la zona haya ido bajando, formando muchas costas. El nivel del mar en esta zona sigue bajando, como se muestra en la siguiente figura.

La costa se formó en Nunavut, Canadá, desde el período de deglaciación

IV. Perspectivas de futuro

La investigación científica del sistema terrestre ha entrado en una nueva era. hacia el mar y la marcha hacia las profundidades de la tierra ha aumentado gradualmente. Varios detectores se han extendido gradualmente por el cielo, el océano, la superficie y debajo. Se ha establecido una enorme red de observación del estado del sistema terrestre para obtener información sobre varios elementos del sistema terrestre. sistema terrestre en tiempo real. La geohistoria combina el estudio de la ciencia del sistema terrestre a través del tiempo y el espacio y los procesos antiguos y modernos para ayudarnos a comprender mejor el pasado, el presente y el futuro de la Tierra. Al mismo tiempo, la aparición de supercomputadoras, una velocidad de computación extremadamente rápida y una enorme capacidad de almacenamiento han hecho posible que las personas simulen sistemas terrestres no lineales altamente complejos. Las tecnologías de la información modernas, como el big data y la computación en la nube, se utilizan para procesar y analizar datos. construir modelos. Promover el desarrollo de la ciencia del sistema terrestre.

1. Adquisición de datos originales

1. Sistema de observación de procesos modernos

Utilizando métodos y tecnologías de reconocimiento que integran el aire, el espacio y la tierra para obtenerlos a través de diversas observaciones. plataformas Información de elementos básicos como cantidad, ocurrencia, estructura, distribución de varios elementos del sistema terrestre. Por ejemplo, a nivel mundial, el Sistema Mundial de Vigilancia del Medio Ambiente (SIMUVIMA), el Sistema Mundial de Observación Terrestre (GTOS), el Sistema Mundial de Observación de los Océanos (GOOS), el Sistema Mundial de Observación del Clima (SMOC), el Sistema Internacional de Observación Ecológica a Largo Plazo Red de Investigación (ILTER), y a través de FLUXNET y la Estrategia de Observación Global Integrada (IGOS), obtenemos datos de primera mano a través de satélites espaciales, estaciones de observación de la superficie terrestre, boyas oceánicas, sumergibles y sumergibles profundos, y exploración de la Tierra profunda. Ahora ha alcanzado un nivel más profundo. El desarrollo de la tierra, la adquisición de datos en el cielo, la tierra y el mar, etc., amplían los límites de la comprensión humana de la tierra.

2. Obtención de datos geohistóricos

Las distintas rocas y sedimentos formados en la tierra registran fielmente los procesos geológicos y la información ambiental de esa época, y son los "libros naturales" que registran los historia de la Tierra. "Podemos utilizar estos materiales para reconstruir la evolución del sistema terrestre durante los períodos geohistóricos. Las perforaciones oceánicas y continentales que se han llevado a cabo hasta ahora están ayudando a las personas a ampliar su alcance hacia la historia geológica más antigua, y el avance de la tecnología de análisis de instrumentos de alta precisión permite a las personas obtener información geológica con mayor resolución espacial y temporal.

2. Sistema y servicio de simulación y predicción para el desarrollo sostenible

Después de obtener los datos brutos de primera mano, es necesario simular los procesos del sistema terrestre que ocurren a varias escalas espaciotemporales en para comprender mejor el funcionamiento y las reglas de evolución de los diferentes círculos, procesos y escalas temporales y espaciales del sistema terrestre, y servir al desarrollo sostenible. En los últimos años, la intensidad de observación de los datos sin procesar se ha mejorado continuamente y la simulación y la predicción apenas han comenzado, pero el impulso de desarrollo es rápido.

La evolución de los modelos climáticos

En marzo de 2002, el Japan Earth Simulator comenzó a funcionar y está comprometido a promover la investigación y el desarrollo en ciencias marinas terrestres y campos relacionados en Japón.

En marzo de 2015, el Instituto de Física Atmosférica de la Academia China de Ciencias, el Instituto de Tecnología Informática de la Academia China de Ciencias, el Centro de Redes de la Academia China de Ciencias, Shuguang de la Academia China El Departamento de Ciencias y otras unidades lideraron el lanzamiento del proyecto de construcción del sistema prototipo "Dispositivo de simulación numérica de la Tierra". En 2017, se aprobó la construcción del importante proyecto de infraestructura científica y tecnológica nacional "Dispositivo de simulación numérica del sistema terrestre".

En noviembre de 2017, el Laboratorio Nacional de Ciencia y Tecnología Marinas de Qingdao, el Centro Nacional de Investigación Atmosférica y la Universidad Texas A&M construyeron conjuntamente un laboratorio internacional de predicción del sistema terrestre de alta resolución.

En abril de 2018, el Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) pasó cuatro años construyendo un modelo del sistema terrestre a exaescala (E3SM), que sirve como "el primer modelo del sistema terrestre multiescala de extremo a extremo". que puede simular el movimiento de la corteza terrestre, la atmósfera, los icebergs y los océanos para predecir cómo interactúan la corteza, la atmósfera y los sistemas de circulación del agua.

Se cree que con el desarrollo diversificado de los métodos de observación y el rápido progreso de la tecnología, la resolución espacial y temporal de la obtención de información sobre la cantidad, ocurrencia, estructura, distribución y otros elementos básicos de varios elementos de el sistema terrestre es cada vez más alto; con el desarrollo continuo de la velocidad de la computación y la capacidad de almacenamiento y el rápido progreso de las supercomputadoras, el modelo del sistema terrestre continúa expandiéndose a varios círculos y profundidades del tiempo y el espacio, la ciencia del sistema terrestre marcará el comienzo; mayor desarrollo y progreso, promoviendo así la comprensión científica de la tierra misma por parte de los seres humanos, mejorando la capacidad de los seres humanos para adaptarse a los cambios ambientales globales y sirviendo al desarrollo sostenible.

Materiales de referencia:

Wang Pinxian. Ciencia del sistema terrestre: comprensión y malentendido [J].

Wu Fuyuan, Guo Zhengtang. ¿Puede el levantamiento de la meseta tibetana provocar un cambio climático global?. 10.000 problemas científicos

La meseta de Loess es testigo del origen de los monzones y los desiertos[J]. SINICA Terrae, 2017, 47(4): 421-437.

Wang Bin, Zhou Tianjun, Yu Yongqiang Perspectivas para el desarrollo de modelos del sistema terrestre [J]. 6): 857-869.

Hou Zengqian. Basado en la ciencia del sistema terrestre, apoya la gestión unificada y la restauración del sistema de recursos naturales de China, 2018.

IPCC Quinto. Informe de evaluación (AR5)

Shu Liangshu. Geología general [D]. Geología Press

Zhu Cheng, Xie Zhiren et al. p>

Décima Exposición Internacional de la Industria Marina de China (Hainan) 2018 (28-30 de septiembre de 2018)

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