2014年国际地球科学领域发展态势概览

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	2014年国际地球科学领域发展态势概览
	郑军卫,赵纪东,王金平,张树良,安培浚,刘学,王立伟
	2015-02-01
所属快报	地球科学快报
出版年	2015
期	3
语种	中文
领域	地球科学
栏目	综述与评述
中文关键词	地球 ; 态势
中文摘要	随着地球科学自身的不断发展和完善，人类需要面临共同的资源瓶颈、环境恶化挑战以及可持续发展问题，促使地球科学与其他学科之间以及地球科学各分支学科之间的交叉融合研究越来越普遍，地球科学研究正朝着系统化、整体化、组织化、规模化、技术化、平台化、数字化方向发展。本文主要基于对2014年国际地球科学领域的重要科学战略规划、重要科技进展和重要科技文献等科学研究发展动态的系统监测和整理（参见《科学研究动态监测快报——地球科学专辑》2014年1-24期），遴选并总结了2014年国际地球科学领域的主要科学前沿问题和科技发展态势，以供读者参阅。
情报分析_信息发布时间	2014年
情报分析_信息来源性质	综合性机构
情报分析_机构类别	综合性机构
情报分析_信息来源国家	国际
情报分析_信息类别	前沿研究进展
情报分析_研究主题	地球科学发展态势
情报分析_研究内容	1 固体地球科学发展态势 1.1地球科学从纯学术研究向资源寻找利用转变近年来全球对矿产资源需求的持续增长，促使许多国际地球科学组织和国家地质调查机构实现了发展业务重点的战略转型。在2014年10月22日中国天津举行的国际矿业大会上，国际地质科学联合会（IUGC）主席罗兰•奥博汉斯里宣布正式启动一项可能重塑国际地球科学未来的计划：为后代寻找资源（RFG：Resourcing for Future Generations）。这标志着国际地球科学研究将从纯学术研究向“资源发现”回归，未来的研究将是资源与环境并重，保障人类可持续发展。2014年3月21日，加拿大地质调查局（GSC）发布《加拿大地质调查战略计划2013—2018》将运用地学知识发掘加拿大资源潜力确定为未来的优先工作之一。2014年7月，澳大利亚地球科学局在总结澳大利亚地球科学的挑战与应对措施时也将建设资源财富、保证水资源安全等作为主要内容。 1.2 “鸟类起源”研究获得突破——羽毛出现早于鸟类 2014年底，由中国古生物学家主导的“鸟类起源”研究入选国际权威刊物《科学》（Science）杂志评选的年度十项重大科学进展。科学家对20多年来新发现的、主要产自中国的化石的研究表明，羽毛这样的类似鸟类的特征，实际上早在最早的鸟类出现以前就已经在不同的恐龙类群中多次重复出现。目前看来，羽毛不仅仅是用于飞翔，也用于保暖、展示，也可能有保持平衡的作用。另外，研究也发现恐龙向鸟类的进化中身体逐渐变小，同时骨骼逐渐变得纤细。中国科学家的研究是“鸟类起源”这项重大科学进展的基础。多年来，在中国国家自然科学基金的支持下，中国的古生物学家在鸟类及其羽毛和飞行的起源、恐龙等重要类群的系统发生等方面取得了一系列重大发现和原创性研究成果，仅在《自然》（Nature）和《科学》（Science）上就发表了40余篇论文。 2 资源科技发展态势 2.1全球高度关注页岩油气开发可能的风险随着北美页岩油气生产活动的加强，页岩油气开采对当地环境和居民生活的影响明显加剧，社会各界对因此而导致的可能风险密切关注。2014年以来，英国能源与气候变化部（DECC）、加拿大学院委员会(CCA)、世界资源研究所（WRI）和美国国家研究理事会（NRC）等分别发布报告，对页岩油气开发过程中对地下水和地表水、温室气体排放、人类健康、诱发地震等方面的影响进行分析，揭示出页岩油气开发可能面临运营风险、水资源风险、空气质量风险、生态风险、公共健康风险、公共健康风险、对气候变化影响、对社区社会经济影响、协同效应和累积风险等主要风险。 2.2全球再次聚焦新能源和清洁能源开发 2014年8月，亚洲开发银行（ADB）对3种替代性能源的资源、现状、未来前景、环境影响、投资和基础设施需求以及风险进行了分析。2014年6月美国国际战略研究中心（CSIS）发布《新能源、新地缘政治》（New Energy, New Geopolitics）系列报告，评估了由于美国页岩气和致密油生产带来的世界能源和地缘政治的迁移，阐述了非常规油气能源如何对能源、地缘政治和国家安全造成影响，推测了由于非常规能源造成的未来世界能源格局的几种可能情景。2014年6月10日，美国政府智库——美国进步中心发布报告，分析了至2030年美国未来清洁能源市场前景，认为美国清洁能源市场发展潜力巨大，未来美国可再生能源投资及利用规模将持续快速扩大。 2.3深海矿产资源的可持续开发受到持续关注 2013年12月，太平洋深海矿产项目和太平洋地区环境计划秘书处（SPREP）在斐济南迪召开的研讨会，聚焦深海矿产的环境管理；在此次会议上还发布了太平洋海底矿床评估报告，其中第2卷描述了一个可持续的深海采矿的绿色经济体系，对深海矿业可持续发展的关键治理原则做出了具体阐述。2014年3月，在英国伦敦举行的2014年深海采矿峰会上，“寻求可持续的海底采矿项目”被列为主要议题之一。2014年12月11日，加拿大海洋资源勘探及开采公司Nautilus Minerals公司收到了由托管账户（escrow account）转入的1.13亿美元，随着这笔新资金的注入，Solwara 1项目得以启动，其重点将是完成海底生产设备和装置的建设，使未来的海底采矿成为可能。 2.4国际稀土资源供应格局缓慢调整 2014年3月12日，德国联邦地球科学和自然资源研究所（BGR）发布报告指出，中国稀土产量所占全球的份额明显下降，2010年该数值为97.6%，到2011年下降至95.1%，2013年则为92.1%。2014年8月，印度稀土有限公司和日本丰田通商公司于9月中旬签署稀土生产协议。印度稀土有限公司最早将于2015年2月开始向日本丰田通商公司供应稀土，每年供应量大约为2000～2300t，相当于日本对于稀土整体需求的15%。 3 大气与海洋科学发展态势 3.1大气组分形成机理研究取得重大突破美国加州大学洛杉矶分校研究人员在《自然》（Nature）杂志发文证实，极强的天然极低频无线电波即“哨声波”散射是造成辐射带超相对论电子产生的首要原因，从而终结了数十年来关于地球邻近空间超能粒子即“超相对论电子”产生机理的争论。这一认识将对大气组分及地球磁圈的认识和理解产生重要影响。2014年10月3日，美国加州大学戴维斯分校研究人员在《科学》（Science）发表成果称，首次证实氧能够在上层大气中由二氧化碳直接生成，这将对有关地球及其他行星大气形成及演化模式的认识产生重大影响。 3.2大气观测技术研发取得重要进展 2014年3月17日，美国斯克里普斯海洋研究所宣布开发出新的大气观测机载GPS系统GISMOS大气观测新技术，能够实现对任意目标区域的探测，这为构建新一代全球大气观测体系奠定了基础。2014年10月27日，荷兰莱顿大学科学家公布了首次借助公民科学家网络精确生成大气气溶胶分布图，为未来高精度地基大气观测网的建设开辟了新路径。 3.2大气科学领域未来前沿研究方向世界气象组织（WMO）大气科学委员会第16届会议专门就大气科学领域未来的重大问题展开专题研讨，确定出未来十年大气科学研究的6大研究主题：①全球变化背景下高影响天气及其社会-经济影响；②水循环过程模拟与预测；③综合性温室气体信息系统；④大气气溶胶对空气质量、天气以及气候的影响；⑤面向超大城市及大规模城市综合体的研究与服务；⑥相关技术发展对科学及其应用的影响。 3.4美国持续加大对海洋酸化研究的关注海洋已经吸收了自工业革命以来人类排入大气中二氧化碳的三分之一，在过去的150年左右，海洋的pH值已经大幅下降，从8.2下降到8.1，这相当于酸度增加25%。到21世纪末，海洋pH值预计将再下降0.3个单位至7.8。这相当于发生在几千年以前的古新世-始新世极热时期的pH下降值。2014年3月，美国发布首个国家《海洋酸化研究计划》，制定了短期（3～5年）和长期的研究目标，包括：观测预警系统、碳循环模拟、生态系统模拟和数据集成，共涉及提高现有的观测系统和开发新技术与监测海洋酸化的化学和生物影响系统、建立实验室和中型生态系统等13项研究重点。2014年9月，美国国家科学基金会（NSF）发布了海洋酸化项目2014年度的资助计划，由NSF生物科学（BIO）和地球科学（GEO）部门共同支持资助12个子项目研究，资助额度为1140万美元。 3.5北极海冰融化引发新的北极研究热随着海冰的融化，北极地区资源前景和航道价值逐渐显现，研究热度持续升温。2014年4月，布鲁金斯学会建议，美国应在强化北极地区海域油气资源管理方面发挥领导作用。2014年5月，美国国家研究理事会（NRC）发布报告提出北极面临演变的北极、隐藏的北极、联系的北极、管理的北极和未知的北极等5个方面的新兴研究问题。2014年6月，美国大气与海洋管理局（NOAA）发布《北极行动计划》，追求北极地区领导权，提升美国安全利益。2014年6月，美国科学促进会（AAAS）的“科技政策论坛”提出北极融化带来的挑战和巨大机遇，北极附近自然资源可获取性加大，航道更加顺畅。 4 研究基础平台设施建设 4.1对地观测实现了地表系统与天气、气候系统的全天候监测近年来各国与国际组织纷纷推出相应的观测战略，均指出地球系统的复杂性以及地球系统之间的相互作用都要求观测系统发展进入下一个阶段，整合地面和空间观测以改进空间覆盖、时间分辨率和数据有效性，实现面向科研团体和公众的快速信息共享。2014年4月，欧空局哨兵卫星的发射标志着地球观测进入了新纪元。该卫星的全天候环境监测能力将用于许多方面，从探测和追踪石油泄漏、海冰绘图到监控地表运动、绘制土地利用方式变化图，也能为应对自然灾害、提供人道主义援助提供适时信息。2014年1月，美国航空航天局（NASA）启动5项地球科学任务：全球降水测量、核心天文台、测量海面风速和风向的快速散射仪、轨道碳观测、云-气溶胶传输系统、土壤湿度主被动探测卫星，一系列新的仪器也将第一次用于从空间站常规观测地球。2014年7月轨道碳观测卫星成功发射，将有望带来全球碳循环研究的新突破。 4.2高性能地学计算技术在地球科学研究领域发挥重要作用 2014年3月，印度地球科学部发布《新的高性能计算设施概要》报告，通过新的高性能计算系统改进天气、气候和海洋预报模拟，促进天气和气候预报以及空气污染预测研究，提高各种平台数据同化。2014年4月，德国计算机学家、数学家和地球物理学家利用高性能计算机，通过优化地震模拟软件使其性能超越每秒千万亿次浮点运算水平，有助于强化对地震了解，更好地预测未来可能的地震事件。2014年7月，澳大利亚地球科学局启动的地球科学数据立方体项目，关注高性能超级计算，未来将开展澳大利亚景观时序变化的快速分析，建立澳大利亚的环境基线。
文献类型	快报文章
条目标识符	http://119.78.100.173/C666/handle/2XK7JSWQ/178759
专题	地球科学
推荐引用方式 GB/T 7714	郑军卫,赵纪东,王金平,张树良,安培浚,刘学,王立伟. 2014年国际地球科学领域发展态势概览. 2015.

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