NSF发布《动态地球：地球科学研究需求与前沿2015—2020》报告

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	NSF发布《动态地球：地球科学研究需求与前沿2015—2020》报告
	王立伟
	2015-04-01
所属快报	地球科学快报
出版年	2015
期	7
语种	中文
领域	地球科学
栏目	科技规划与政策
中文关键词	动态地球 ; 科学研究
中文摘要	2014年12月，在美国旧金山召开的美国地球物理学会2014年秋季年会议（AGU 2014 Fall Meeting）上发布了题为《动态地球：地球科学研究需求与前沿2015—2020》（Dynamic Earth: GEO Imperatives & Frontiers 2015-2020）报告。该报告于3月由美国国家科学基金会（NSF）地学学部咨询委员会（AC GEO）发布。该报告通过地学学部（GEO）的需求概况和前沿领域为NSF资助的地球科学研究提供了近期计划。
情报分析_信息发布时间	2014年12月1日
情报分析_信息来源性质	科学组织
情报分析_信息来源机构	美国国家科学基金会（NSF）地学学部咨询委员会（AC GEO）
情报分析_机构类别	科学组织
情报分析_信息来源国家	美国
情报分析_信息类别	科技规划与政策
情报分析_研究主题	地球科学研究需求与前沿
情报分析_研究内容	该报告主要围绕4个专题领域：①基础研究；②科研团体资源和基础设施；③数据和网络基础设施；④教育与多样化。并且每个领域都列出了2015—2020 GEO支持的研究需求（表1）。研究前沿是GEO日益关注的领域，为了推进地学研究的新方向，该报告还确定了4个地球科学研究前沿领域。本文主要对新的4个研究前沿领域进行简要介绍，以期为我国的相关工作给予借鉴。表1 动态地球：GEO专题领域2015—2020年研究需求领域 2015—2020需求基础研究 ①加强和支持基础研究（核心项目）；②风险与灾害；③水循环。科研团体资源和基础设施 ①最先进的设施；②海洋观测计划；③两极地区的物流与运作；④下一代日-地系统社区模型。数据和网络基础设施 ①科研团体推动的用于促进数据发展的基础设施/具有模型支撑的科学和教育；②利用计算能力和计算设施；③观测系统和传感器阵列基础设施；④支持研究和教育的分布式仪器和设施。教育与多样化 ①提高地球科学本科生培养和招生；②储备地球科学人力资源能力；③扩大参与；④公众科学和面向科研团体的科学；⑤以研究和教育为目的科研团体资源。 1 跨陆地/海洋界面的地球系统过程传统的跨学科对陆地和海洋过程的科学认识都取得了重大进展。 GEO致力于探索跨越陆地-海洋界面的地球系统过程，以便更好地了解海-陆相互作用对人类、沿海资源和陆地资源的影响。GEO预计针对以下领域进行特别的基础研究支持：（1）海洋生态系统对气候变化的响应和可变性以及人为经济活动，如，排放、捕捞压力、不可再生资源的开采。（2）地表水与地下水的相互作用、海底地下水排放和海水入侵沿海地下蓄水层对沿海水资源管理、渔业和水生生态系统的影响。（3）活动大陆边缘的板块边界地球动力学以及导致断层系统内能量释放的应力，地形重置和陆-海界面高能触发事件；地貌蚀变改变风和环流模型、沉积物和大气水分搬运，以及海洋和陆地资源的再生；（4）区分区域和全球海平面变化，以更好地了解和预测海平面变化与主要冰盖的融化和损失。（5）大气相互作用和对陆地-海洋-圈界面的影响。 2 高纬度海洋-大气- 冰- 生态系统的相互作用和过程政府间正在形成跨机构的合作伙伴关系，这将增强在北极和北大西洋，以及在南大洋的研究机会。其中包括NSF和NASA与欧洲“地平线2020框架”间的跨大西洋合作研究计划。GEO趋向于加强能整合观测、分析、建模以及管理和决策的研究，以支撑在海洋环流、气候、生物地球化学、食物网动态与群落结构和生态系统领域健康与多样性领域的海洋-大气-冰-生态系统研究。提高认识和预测能力的领域包括：（1）从北极以海冰方式输出进入到北大西洋和北冰洋洋面水中的淡水的变化，格陵兰冰盖的融化，以及定期发布淡水的水文循环；（2）非线性气候系统中反馈作为大气响应并驱动海洋变化，特别在南大洋。（3）生态系统的生产力和生物多样性的变化（如CO2封存的影响），作为生产力参与气候调节，是维持自然生态系统和人类所需资源的一个主要来源。（4）二氧化碳和热量交换，碳循环的源和汇。（5）气候变化、海洋酸化、群落和生态系统的变化。（6）多尺度气溶胶、云、辐射和降水的过程模型。 3 城市地球系统科学土地利用的快速变化导致对空气、水、土壤和表面特性之间的相互作用的复杂性和以及人类对其知之甚少的了解。有需要进一步的研究以了解城市和气候之间的相互作用和反馈系统，如气候系统对不同空间尺度以及如何影响海平面上升，城市反照率效应的影响和风暴潮对沿海城市的影响。 GEO支持广泛的研究领域，相关城市地球系统科学和其他，如“人类系统”问题（市郊扩张、绿地、休闲和旅游活动）。目前，NSF通过长期生态学研究网络项目（LTER）支持凤凰城、亚利桑那州和马里兰州的两项长期城市生态研究。此外，2014年，GEO等发起征集可持续发展研究网络（SRN）倡议支持研究人员、教育工作者、管理者、决策者和其他利益相关者的多学科团队进行合作研究，解决城市可持续发展的根本挑战。该网络将围绕相关问题，如沿海城市化、城市热岛、粮食系统、能源、生物多样性、基本生态系统服务、交通或管理来组织。 4 早期地球 GEO想加速推进对早期地球的基本领域调查与了解。并在2008年与美国国家科学院（NAS）发布了题为 “地球的起源和演化”报告。变化行星的研究问题确定值得进一步探索的关键科学问题。（1）何时以及为什么地核形成和地质发动机起源？（2）为什么地球有板块构造，而其他行星没有？（3）保护大气和海洋的磁层是如何重要？（4）之前的地球板块构造可能发生什么样的行星过程？（5）早期地球的海洋和大气如何形成，随后受到怎样的生物化学影响? （6）生命的起源是如何受到早期地球大气层、海洋和构造的时机和性质制约？了解板块构造何时和如何开始以及过渡到板块构造过程中对海洋化学、气候和生命演化的影响。
原文题名	Dynamic Earth: GEO Imperatives & Frontiers 2015-2020
原文链接	查看原文
文献类型	快报文章
条目标识符	http://119.78.100.173/C666/handle/2XK7JSWQ/178897
专题	地球科学
推荐引用方式 GB/T 7714	王立伟. NSF发布《动态地球：地球科学研究需求与前沿2015—2020》报告. 2015.

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