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宜居地球的过去、现在与未来——地球科学发展战略概要 被引量:33
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作者 朱日祥 侯增谦 +1 位作者 郭正堂 万博 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第35期4485-4490,共6页
人类对地球和生命起源的好奇心与探索精神促使近代科学的启蒙,从古希腊到文艺复兴,再到工业革命,始终如此.回顾20世纪地球科学发展史,板块构造理论揭示了行星地球的动力学特征,引发了20世纪的地学革命,极大地改变了人类对地球演化历史... 人类对地球和生命起源的好奇心与探索精神促使近代科学的启蒙,从古希腊到文艺复兴,再到工业革命,始终如此.回顾20世纪地球科学发展史,板块构造理论揭示了行星地球的动力学特征,引发了20世纪的地学革命,极大地改变了人类对地球演化历史的认知[1,2].面对第四次工业革命的前夜,地球科学前沿问题究竟是什么?近年来天文学与深空探测将"宜居性:适宜生命存在的空间"作为首要研究目标. 展开更多
关键词 第四次工业革命 板块构造理论 近代科学 生命起源 宜居性 动力学特征 地学革命 探索精神
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轨道驱动对高低纬水循环的影响特征:海冰和降水 被引量:2
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作者 吴志鹏 尹秋珍 +5 位作者 梁明强 郭正堂 史锋 陆浩 苏倩倩 吕安琪 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期1443-1458,共16页
轨道尺度上的水循环及其对轨道三要素、温室气体和冰盖的响应一直是古气候学界研究的热点科学问题之一.海冰和降水作为水循环的两个重要组成部分,其变化更是备受关注.研究海冰和降水在轨道尺度上的变化,特别是对外部驱动的响应机理、内... 轨道尺度上的水循环及其对轨道三要素、温室气体和冰盖的响应一直是古气候学界研究的热点科学问题之一.海冰和降水作为水循环的两个重要组成部分,其变化更是备受关注.研究海冰和降水在轨道尺度上的变化,特别是对外部驱动的响应机理、内部过程和反馈机制,有望对现代海冰和降水变化的理解及其未来趋势预测提供长尺度的背景参考.最新研究结果表明,在轨道尺度上北半球海冰对太阳辐射的变化更敏感,而南半球海冰对温室气体的变化更敏感.就轨道三要素而言,北半球海冰主要受岁差控制,而南半球海冰主要受斜率控制.岁差、斜率和CO_(2)在全球不同区域降水中的相对重要性随时间和空间不同而发生变化.受赤道最大太阳辐射影响,热带降水中还含有明显的半岁差信号.此外,缓慢的轨道尺度太阳辐射变化可以通过影响北极海冰变化来引起大西洋经向翻转环流(Atlantic meridional overturning circulation, AMOC)百年-千年尺度的突变,从而引起全球温度和降水随之发生改变.在东亚季风区,中国南方夏季降水受冰盖影响显著,冰盖主要通过影响热带辐合带(inter-tropical convergence zone, ITCZ)的季节性摆动来影响降水;而中国北方夏季降水主要受太阳辐射控制,以岁差信号占主导;太阳辐射和冰量对夏季风降水的影响具有较强的区域性和非线性特征. 展开更多
关键词 水循环 降水 海冰 轨道驱动 冰盖 高低纬相互作用
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新特提斯洋俯冲与大气二氧化碳浓度变化的动力学联系 被引量:1
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作者 沈昊 赵亮 +6 位作者 郭正堂 袁怀玉 杨建锋 王欣欣 郭正府 邓成龙 吴福元 《Science Bulletin》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第6期637-644,M0004,共9页
新特提斯洋的脱碳俯冲被认为在新生代气候变化中发挥了重要作用,但仍然缺少定量的研究.本研究使用改进的地震层析成像重建方法构建了过去的俯冲情景,并计算了印度-欧亚大陆碰撞区域的俯冲板块通量.新生代时期的俯冲板片通量和古气候参... 新特提斯洋的脱碳俯冲被认为在新生代气候变化中发挥了重要作用,但仍然缺少定量的研究.本研究使用改进的地震层析成像重建方法构建了过去的俯冲情景,并计算了印度-欧亚大陆碰撞区域的俯冲板块通量.新生代时期的俯冲板片通量和古气候参数的变化之间存在显著的同步性,表明这些过程之间存在因果关系.新生代早期,新特提洋内俯冲的关闭导致更多富含碳的沉积物沿着欧亚大陆边缘俯冲,为大陆弧火山的岩浆作用提供了更多的碳源,进一步引发了全球变暖.在全球气候达到早始新世峰值后,印度-欧亚大陆碰撞导致的新特提斯俯冲的突然终止造成了距今50~40 Ma期间大气中二氧化碳浓度的快速下降.距今40 Ma后,大气中的二氧化碳浓度逐渐降低,这可能是由于青藏高原的生长导致大陆风化作用增强所致.本文结果有助于更好地理解新特提斯洋演化的动态含义,并可能为未来的碳循环模型提供新的约束条件. 展开更多
关键词 Tectonic carbon cycling Neo-Tethyan subduction India-Eurasia collision Tectonic reconstruction Seismic tomography Climate change
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水循环地质演变研究的重要性 被引量:1
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作者 朱茂炎 郭正堂 汪品先 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期1421-1424,共4页
水是维持地球生物多样性和生态系统健康的根本保障,更是地球表层系统机体运作的“血液”.当今全球变暖背景下,与水循环变化密切相关的干旱、森林大火和洪涝等极端灾害天气频发,以及海平面上升、海洋热浪与酸化等全球性生态危机问题日益... 水是维持地球生物多样性和生态系统健康的根本保障,更是地球表层系统机体运作的“血液”.当今全球变暖背景下,与水循环变化密切相关的干旱、森林大火和洪涝等极端灾害天气频发,以及海平面上升、海洋热浪与酸化等全球性生态危机问题日益突出,深刻影响了全球生态系统健康和人类社会的可持续发展.政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC)第6次评估报告中,特别突出了系统性评估气候变化对全球水循环影响的重要性[1].毋容置疑,水循环是地球系统中的基本过程之一. 展开更多
关键词 全球生态系统 政府间气候变化专门委员会 地质演变 森林大火 水循环 地球表层系统 毋容置疑 全球变暖
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水循环的地质演变:研究现状与关键问题 被引量:1
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作者 朱茂炎 郭正堂 汪品先 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期1425-1442,共18页
由大陆-海洋-大气之间水的3种相态(固态-液态-气态)相互转换和位移构成的水循环,是地球气候系统的主要过程之一.太阳辐射量在地球表面分布不均匀,是地表水循环的基本驱动力.水循环与碳循环密切关联,是气候系统演变中的两条主线.不同时... 由大陆-海洋-大气之间水的3种相态(固态-液态-气态)相互转换和位移构成的水循环,是地球气候系统的主要过程之一.太阳辐射量在地球表面分布不均匀,是地表水循环的基本驱动力.水循环与碳循环密切关联,是气候系统演变中的两条主线.不同时空尺度的水循环和碳循环受天文、地质和生物因素以及它们之间相互作用的控制,揭示水循环地质演变过程及其与气候变化之间的关系,可为了解当今水文气候变化提供宝贵启示.通过水循环地质演变研究现状回顾,提出如下5个科学问题应在未来予以重点关注:(1)雪球地球时期的水循环;(2)植被起源和演化对水循环的影响;(3)深时热带辐合带(inter-tropical convergence zone, ITCZ)的演变与水循环;(4)暖室期地下水与海平面变化;(5)深时水循环中的氧同位素示踪.同时建议我国未来亟须加强的4个研究方向:(1)深时冰室期向暖室期转变中的水循环;(2)深时水循环与生态系统演变;(3)深时水循环研究方法的发展;(4)深时水循环与长周期地球系统演变的数值模型. 展开更多
关键词 水循环 碳循环 古气候学 水文气候学 地球系统演变
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两极冰盖控制的12 Ma以来南亚夏季风演化
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作者 姚政权 石学法 +2 位作者 郭正堂 李新周 张辉 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第16期2007-2009,共3页
季风是指由于大陆及邻近海洋之间存在温度差异而形成大范围盛行的、风向随季节发生改变的大气环流,是全球气候系统的重要组成部分[1].全球约有70%的人口生活在季风区,季风变化对这些地区人民的生产生活、国民经济和社会发展等方面具有... 季风是指由于大陆及邻近海洋之间存在温度差异而形成大范围盛行的、风向随季节发生改变的大气环流,是全球气候系统的重要组成部分[1].全球约有70%的人口生活在季风区,季风变化对这些地区人民的生产生活、国民经济和社会发展等方面具有重要影响.我国美丽富饶的“鱼米之乡”即是得益于充沛的季风降水而形成.但异常的季风气候也会导致干旱、洪水和其他极端天气和气候事件的发生,从而造成各种自然灾害及人民财产和生命的损失.因此,对季风变化及其机制开展研究,不仅有助于揭示季风演变与全球气候变化的联系,而且对加强防灾、减灾及实现社会的持续发展具有非常重要的理论和现实意义. 展开更多
关键词 极端天气和气候事件 南亚夏季风 全球气候系统 季风区 季风演变 大气环流 温度差异 全球气候变化
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《地球系统与演变》:未来地球科学的脉络 被引量:8
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作者 郭正堂 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期883-884,共2页
可能源于科学自身的规律,地球科学的主旋律每隔二三十年就会发生一次大变革.二十世纪六七十年代以地球固体圈层运动规律为主攻对象的板块构造研究,导致板块理论的诞生,被认为是可与相对论、量子力学和分子生物学的产生相提并论的自然科... 可能源于科学自身的规律,地球科学的主旋律每隔二三十年就会发生一次大变革.二十世纪六七十年代以地球固体圈层运动规律为主攻对象的板块构造研究,导致板块理论的诞生,被认为是可与相对论、量子力学和分子生物学的产生相提并论的自然科学重大突破.也极大地推动了矿产资源和灾害等问题的解决.20世纪80年代开始的全球变化研究,是地球科学的另一主旋律.它主要以地表流体圈层的运动规律为研究对象.旨在解决日益突出的环境问题,但至今尚未出现可与板块构造理论相媲美的科学飞跃. 展开更多
关键词 地球科学 地球系统 板块构造理论 脉络 演变 运动规律 分子生物学 板块理论
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落实地球科学战略规划,优化学科资助格局 被引量:3
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作者 姚玉鹏 郭正堂 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期143-144,共2页
国家自然科学基金委员会根据科技发展态势和改善科学基金管理的需要,确立了系统性改革方案,其目标是构建理念先进、制度规范、公正高效的新时代科学基金治理体系,核心任务是明确资助导向、完善评审机制和优化学科布局[1].同时,2020年也... 国家自然科学基金委员会根据科技发展态势和改善科学基金管理的需要,确立了系统性改革方案,其目标是构建理念先进、制度规范、公正高效的新时代科学基金治理体系,核心任务是明确资助导向、完善评审机制和优化学科布局[1].同时,2020年也是制定"十四五"和中长期发展战略规划的重要一年. 展开更多
关键词 科学基金管理 构建理念 国家自然科学基金委员会 地球科学 战略规划 学科布局 资助格局 评审机制
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