全球變化學

球變化學

全球變化學是研究地球系統整體行為的一門科學。它把地球的各個層圈（如大氣圈、水圈、岩石圈和生物圈）作為一個整體，研究地球系統過去、現在和未來的變化規律和控制這些變化的原因和機制，從而建立全球變化預測的科學基礎，並為地球系統的管理提供科學依據。

全球變化科學的產生和發展是人類為解決一系列全球性環境問題的需要，也是科學技術向深度和廣度發展的必然結果。

今天，全球環境問題的嚴重性主要在於人類本身對環境的影響已經接近並超過自然變化的強度和速率，正在並將繼續對末來人類的生存環境產生長遠的影響。這些重大全球環境問題已經遠遠超過了單一學科的範圍，迫切要求從整體上來研究地球環境和生命系統的變化，從而提出了地球系統的概念，即由大氣圈、水圈、岩石圈和生物圈組成的一個整體。

同時，觀測技術的發展，特別是衛星遙感技術，提供了對整個地球系統行為進行監測的能力；計算機技術的發展為處理大量的地球系統的信息，建立複雜的地球系統的數值模式提供了工具。

全球變化學的理論基礎是地球系統科學（Earth system science），它是研究地球系統各組成部分之間的相互作用，以及發生在地球系統內的物理、化學和生物過程之間的相互作用的一門新興學科。

全球變化學現階段主要研究內容如下：

（1）全球大氣化學與生物圈的相互作用。主要研究全球大氣化學過程是如何調製的？生物過程在產生和消耗微量氣體中作用，預報自然和人類活動對大氣化學成分變化的影響。

（2）全球海洋通量研究。主要研究海洋生物地球化學過程對氣候的影響，及其對氣候變化的影響。

（3）全球水文循環過程的生物學特徵。主要研究植被與水循環物理過程的相互作用。

（4）全球變化對陸地生態系統的影響。主要研究氣候、大氣成分變化和土地利用類型變化對陸地生態系統的結構和功能的影響及其對氣候的反饋。

（5）全球變化史的研究。重建2000年來，以及一個完整冰期一間冰期循環的全球環境變化，了解它們與地球內部或外部作用力的關係。

主要的研究手段和技術路線是：

（1）發展全球分析和模擬。藉助於全球模式來定量分析地球系統內物理、化學和生物過程的相互作用，估計未來變化的可能影響。

（2）建立全球資料和信息系統。建立全球變化研究需要的全球資料和信息的處理，貯存、交流系統，特別要發展全球變化的空間遙感觀測能力和資料的處理能力。

（3）建立區域研究中心。在全球的代表性生態系統區域，主要在發展中國家建立全球變化的區域研究中心。它們的功能是生態環境的長期監測、特殊問題的試驗研究、科學技術人員的培訓以及區域資料交換等。

以上三個方面都需要努力發展計算機科學技術、衛星遙感技術及其他各種先進科學儀器和設備，在全球變化的監測、試驗和模擬等方面的應用能力，以及物理學理論和方法在全球變化研究中的應用能力。

從20世紀90年代開始，全球變化將開始一系列的核心計劃，成為未來10～20年世界科學最活躍的一個研究領域。將在學科之間的交*地帶產生許多新的思想和理論，並在物理、化學和生物過程相互作用的基本理論方面有新的突破。同時，由於交*、綜合、相互作用過程研究的需要，可能在科學研究方法論上產生重要的變革。

另一方面，全球變化的研究又具有十分明確的應用目標，它的研究成果將直接用於地球自然資源的合理開發利用，農林牧副漁的合理布局，水、土、氣污染的控制以及全球環境問題上的重大決策，為保護和改善幾代人的生存環境作出貢獻，具有全局性的戰略意義。