研究中心

地球系统数值模拟研究中心

2024-01-14

地球系统是一个由多时空尺度过程构成的复杂系统,包括多圈层、多过程、多要素之间的相互作用、相互联系、连锁响应。地球系统模式是地球系统科学中理解地球系统演变机理、量化圈层相互作用、预测未来全球变化趋势的重要工具。发展和应用地球系统模式,理解和预测全球气候变化及各圈层间相互作用及其影响是地球系统科学发展的迫切需求。

本中心旨在打破地球科学不同研究领域之间的障碍,通过大跨度的学科交叉,构建地球系统层圈相互作用和演变的数值模拟方法,从而加深理解地球系统当前正在发生的过程和机制,预测地球系统未来的变化特征。

 

发展定位

基于地球系统各圈层要素和过程的观测研究和理论分析,构建和发展地球系统模式中层圈相互作用关键过程的模拟方案,从而定量理解地球系统各圈层之间的互馈循环,重点解析海-陆-气界面之间物质与能量的交换过程,探究人类社会活动对地球系统演化的影响机制,预测全球变化背景下地球系统的演化趋势,推动计算地球系统科学发展,为人类评估、预测和应对全球变化及实现可持续发展提供科学依据。


组织结构

学术顾问:戴永久、宫鹏

学术主任:李新

副主任:朱佳雷、董建志

成员:陈伟、董建志、李攀、孙少波、王礼春、晏智锋、张永根、赵曦、周浩然、朱佳雷

  (持续欢迎加入)


研究方向

1. 地球系统关键过程数值模拟方法研究

基于地球系统的新观测、新理论、新概念发展地球系统模式,包括创新大气、陆表、水文、生态等过程和系统数值模拟方案,完善地球系统模式中的陆气耦合、海气耦合、海陆耦合等关键过程的模拟方法,提高地球系统模式对海-陆-气物质与能量相互作用、圈层之间反馈机制和关键要素生物地球化学循环过程等的模拟能力,降低地球系统模式对全球气候变化和地球系统演化预测的不确定性。

2. 自然地球系统圈层相互作用数值模拟研究

主要通过地球系统数值模拟定量理解自然地球系统中的圈层相互作用过程,包括定量揭示地球系统关键物质在圈层之间归趋、运移和转化的特征,深化认识大气-陆表、大气-海洋、陆表-海洋等不同圈层之间关键相互作用机理和动力过程,解析地球生态系统对全球变化的响应机制及其环境气候效应,量化评估和预测全球变化背景下自然地球系统的演化规律。

3. 社会-生态系统过程的数值模拟研究

主要通过在地球系统模式中发展人地耦合模型,定量理解人类社会活动对自然地球系统演化的影响和响应,包括构建完善人类社会行为的参数化模型,合理表征人类行为与自然地球系统之间复杂的双向反馈过程,量化评估和预测人类复杂社会行为对地球系统各圈层的影响,定量解析人类社会发展对未来自然地球系统演化的响应。


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