未来地球

未来地球 Future Earth始于2012年，是一个持续10年的国际研究计划，旨在建立有关全球变化中环境和人类方面的知识，增加科学研究对可持续发展的影响，并为可持续发展找到解决办法。这一项目植根于30多年全球环境变化研究的基础上，包括国际地圈-生物圈计划 International Geosphere-Biosphere Programme (IGBP)、国际生物多样性科学研究规划(DIVERSITAS)和国际人类层面全球环境变化计划 International Human Dimensions Programme on Global Environmental Change(IHDP)。

“未来地球”作为一个跨学科的研究项目，将自然科学和社会科学，以及人文科学、工程和法律结合在一起，并专注于与科学界以外的利益攸关方一起设计研究方案和开展实际工作。

使命和原则

“未来地球”的任务是：建立和连接全球知识，以加强研究影响，并找到加速可持续发展的新方法，其愿景是：让人民在一个可持续和公平的世界中幸福繁荣地生活。为此,”未来地球”旨在动员国际社会的全球环境科学研究人员:

• 激励和创建与重大全球可持续性挑战相关的跨学科科学
• 提供社会应对相应挑战所需的产品和服务
• 共同设计和制定面向全球可持续发展的科学、知识和创新解决方案
• 培养世界各地学者的能力

历史沿革

“未来地球”于2012年6月在联合国可持续发展大会(里约+20) UN Conference on Sustainable Development (Rio+20)正式启动。 为实施这一新倡议，在接下来的18个月里，发起方举行了公开招标，并由30多名代表自然科学、社会科学、人文科学、国际政策、研究基金和商业的国际专家组成过渡团队领导设计阶段的工作。

2014年7月，分布全球的“未来地球”联合秘书处成立，其办事处分别设在蒙特利尔(加拿大)、斯德哥尔摩(瑞典)、科罗拉多(美国)、东京(日本)和巴黎(法国)。2015年底，“未来地球”常务秘书处建立，并开始全面运行。

项目开展

“未来地球”的科学研究和综合工作是由被称为”全球研究项目”的国际网络开展的，其中许多项目是在现有的四个全球环境变化方案的范畴内开展的、 这四个方案分别是：国际生物多样性科学研究规划、国际地圈-生物圈方案、国际人类层面全球环境变化计划和世界气候研究计划 World Climate Research Programme (WCRP)下发起的。此外地球系统科学伙伴关系 Earth System Science Partnership(ESSP)也进一步发起了一些项目。2014年，这些项目正式加入“未来地球”项目。有关计划包括:

• AIMES (地球系统的分析、集成和建模)
• 生物发现
• 生物起源
• CCAFS ——气候变化、农业和粮食安全——国际农业研究中心CGIAR联盟之间的合作项目
• 同一份健康
• 生态服务
• ESG ——地球系统治理
• GCP ——全球碳项目
• GLP ——全球土地项目
• GMBA ——全球山区生物多样性评估
• GWSP-全球水系统项目
• IGAC-国际全球大气化学
• IHOPE-地球人共同的历史和未来
• ILEAPS-陆地生态系统-大气过程综合研究
• IMBER-海洋生物地球化学与生态系统综合研究
• IRG-综合风险治理项目
• LOICZ-沿海地区陆地-海洋相互作用
• MAIRS-亚洲季风综合区域研究
• PAGES-过去的全球变化
• PECS-生态系统变化和社会方案
• SOLAS-表层海洋-低层大气研究

外部链接

• Official website
• "ICSU's Future Earth Program Overview". nationalacademies.org. National Academy of Sciences. Retrieved 19 May 2015.
• La sostenibilidad es insuficiente (El País article - Spanish national press)
• https://ifi.u-tokyo.ac.jp/en/units/futureearth/

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地球科学是研究相互作用的大气圈、水圈、岩石圈和生物圈等组成的地球系统的形成、演化机制的学科。地球科学的研究对象是一个复杂的物理系统，从远古时代，人类便观察到一些独特的自然现象，在生产生活实践中，也尝试理解地球系统不同组成要素的联系，渐渐总结出了看云识天气，瑞雪兆丰年等一些列规律。但是这些经验化的规律并不能完全刻画地球系统的变化，随着现代科学的不断发展，科学家尝试对复杂的地球系统进行定量化的研究。地球的气候系统是众多的复杂系统之一，在 20 世纪 60 年代，美国气象学家真锅淑郎开始探索大气中辐射平衡与气团垂直输送之间相互作用，据此领导了第一个地球气候物理模型的开发，并展示了大气中二氧化碳浓度的增加如何导致地球表面温度升高。大约十年后，德国气象学家克劳斯·哈塞尔曼创建了一个将天气和气候联系在一起的模型，并进一步回答了尽管天气多变而混沌，但气候模型却仍然可靠。此外他还开发了识别特定信号和印记（指纹）的方法，发现自然过程和人类活动都会在气候变化中留下指纹，证明了第一次工业革命以来大气温度的快速升高主要是是由人类排放二氧化碳导致的。这些开创性的工作，也让真锅淑郎和克劳斯·哈塞尔曼获得了2021年的诺贝尔物理学奖。

全球变暖显著地改变了地球系统的演化过程，由此引发的冰川退缩，海平面上升，极端天气气候事件频发等一系列的环境灾害，给人类社会也带来了许多严重的灾难。因此全球变暖不仅仅是一个科学前沿问题，更是一个重要的社会政治问题，影响着每个人的生存和发展。随着站点观测，卫星遥感、雷达等大量观测平台的相继建设，也产生了海量的地球系统观测数据，而目前经典的物理模型往往不能充分地利用这些数据，地球系统的许多问题也急需新的方法来深入解决。基于复杂网络的分析方法近些年来也被广泛运用，在中短期天气预报，二氧化碳空间不均匀分布的增暖效应，以及火灾的预测等问题上有了很多的创新性的工作。

此外，随着计算机技术、人工智能的快速发展，许多深度学习的方法比如神经网络、图网络等也被广泛地应用于分析和解决许多的地球科学问题，目前在大气污染预报，厄尔尼诺预测，自然灾害损失评估等领域有了明显的进展。复杂网络，深度学习等新方法的成功运用，给地球科学这门古老的学科注入了新的发展动力，也为解决当前地球科学面临的许多问题和迎接未来的挑战提供了强大动能。

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