地球系统

摘要： 能源是人类发展的基础与社会进步的动力,“能”具有3种来源:地球外部天体能、地球自身能及地球与其他天体相互作用能。生命起源、能源形成与地球系统密切相关,具有3个尺度的协同演化关系:超长时间尺度上,日-地-月系统演化为地球系统的形成提供了能量来源和地外环境条件;长时间尺度上,地球系统演化为生命的诞生和人类的发展提供了能源资源等物质前提和适宜的圈层环境;短时间尺度上,人类文明发展使人类圈层突破了地球系统向地外文明拓展。伴随这一协同关系的演进,碳循环存在无机碳循环、短期有机碳循环、长期有机碳循环3种过程,人类对化石能源的无节制利用和全球化圈层改造活动打破了碳循环的自然平衡和闭环路径,导致温室气体增加和全球气候变化,影响人类幸福发展。能源转型势在必行,碳中和愿景必将实现,构建“绿色能源命运共同体”是碳中和目标下构建新型能源体系的根本举措。中国加快能源革命,建设能源强国,筑牢筑强化石能源安全供给“压舱石”,筑高筑大新能源绿色可持续发展“增长极”,依靠高水平科技自立自强,构建高质量的“清洁低碳、安全高效、独立自主”的绿色能源体系,实现中国能源生产与消费结构,从以化石能源为主的“一大三小”向以新能源为主的“三小一大”革命性转型。能源发展具有化石能源低碳化、新能源规模化、能源系统智慧化三大趋势,依靠绿色创新,贡献绿色能源,建设绿色家园,共享绿色生活。

摘要： 近几十年来,人类活动对淡水循环的影响已经超出了流域尺度。解决目前所面临的水资源问题,不应只着眼于流域过程,而应从更大的空间尺度—全球尺度对地球系统过程加以研究。文章总结了人类活动对全球淡水循环的影响途径,论述了水行星边界方法框架与研究进展,分析了淡水利用管理从流域尺度到全球尺度的实现方法。水行星边界方法以地球系统科学理论为指导,以保持地球系统稳定运行为目标,将淡水循环研究视野从流域尺度扩展至全球尺度,定量描述了全球淡水利用安全运行空间,成为评价全球水资源可持续性的重要方法。水资源管理既要考虑流域尺度的水资源、生态与经济社会发展关系,也要考虑全球尺度的水循环、地球系统稳定与全球可持续发展关系。水行星边界是对现有区域水资源承载能力评价方法的重要补充,为全球与区域淡水资源治理提供了重要的方法框架。根据我国自然资源管理新制度下水资源管理需要,针对水行星边界评估,建议加强全球淡水循环过程研究,完善全球水文模型与模拟预测平台;加强水行星边界与土地、生物、大气等其他行星边界的相互影响与作用研究;探索应用水行星边界框架完善资源环境承载能力评价和国土空间开发适宜性评价方法。

摘要： 地球科学领域处在信息科学与信息化社会时代,基于大数据战略驱动的现代地球科学正在蓬勃兴起.诞生于近代的地球化学具有天然的结构化信息科学属性.提出建立从信息化、模式化到智能化的地球化学大数据信息科学应用研究总体思路,即基于地球化学大数据首先建立信息化系统,运用地球系统科学方法理论建立成矿地球化学分带富集模式与生态地球化学累积效应模式,采用智能系统与智能技术按照模式化思维方式分析、判别和预测大量地质地球化学非线性现象,通过地球化学理论研究和应用评价解决影响国家经济社会发展重要资源环境问题.大数据与地球系统科学构成地球化学应用研究的两大支柱.本文针对目前存在的主要问题,从地球化学大数据信息化、信息模式化及模式智能化等方面进行论述.重要的是以地学模型为主体构建智能化系统,研究成矿系统与生态系统科学问题.世界经济社会发展与资源环境问题处在全球化时代,必须从全球资源配置与全球环境变化高度审视成矿地球化学和生态地球化学问题.地球化学结构化大数据属性的巨大优势,现代计算机关键技术日益成熟及智能化前缘理论研究的不断突破,预示实现地球化学大数据信息科学条件已经具备,可能从地球科学领域脱颖而出,成为具有广博视野和不断进取的新兴科学研究范式.

摘要： 作为地球系统中对全球气候变化最敏感的关键区域,冰冻圈的关键过程研究备受关注.同时,地球系统多尺度关键过程监测研究的必然趋势是从数字化测绘走向智能化测绘.本文针对冰川融化与海平面上升、极地冰盖稳定性及底部结构、南北极海冰变化与极端气候、冻土退化与地质灾害,以及地球系统下的宜居城市地下空间等5方面总结了智能化观测和智能化处理在地球系统关键过程方面的研究现状,进而展望了地球系统关键区域和关键过程的智能化测绘发展趋势,即健全智能化综合监测网络、建立关键区域大数据中心,以及搭建关键过程智能化模拟与预报系统等.

摘要： 作为美国宇航局(NASA)推动下一代地球科学的手段,地球系统观测台(ESO)将收集一系列地球不同层面的数据,用于深入研究地球系统各组成部分及其相互关系,从而获得对地球系统整体、三维的理解.文章对NASA逐步开展的地球系统观测台计划进行概括,分析了NASA规划ESO项目的科学目标、实施策略和工作重点,详细介绍了ESO首期任务中NASA与印度空间研究组织(ISRO)合作开发的NASA-ISRO合成孔径雷达系统(NISAR)的组成、部署、测量方式、数据产品和测量误差来源,并在此基础上介绍了NISAR航天器和子系统以及NISAR主要的应用领域,提出了对ESO计划的思考及从中得到的启示,以期对中国未来地球观测计划提供有价值的借鉴和参考.

摘要： 地球系统各要素间的相互耦合作用对资源开发利用、粮食和生存空间供给以及自然灾害防治等维持人类社会稳定发展的基本活动产生着巨大影响.因此,建设对地系统观测工程成为地球系统科学界的重大课题.对地系统观测工程包括三大彼此联系的功能模块,分别是破解地球系统要素耦合作用机理、提升对地球系统发展变化趋势的预测能力以及为决策者提供具有明确行动指向的信息情报.近期,中美两国均提出了未来对地系统观测的战略构想.通过比较分析两国对地系统观测的构想和实践过程,梳理两国对地系统观测的异同,在借鉴美国经验的基础上,提出了对中国对地系统观测工作的启示.

摘要： 地球系统受到气候变化和人类活动的双重影响,相比于气候变化研究相关的空间数据在数据采集、制备方法、制备速度、时空分辨率和数据质量等各方面的快速发展和提高,人类活动强度空间数据还处于探索发展阶段。人类活动强度空间数据有助于更好的理解人类活动影响的强度和范围,对于探究人类活动对地球系统各圈层及其变化的影响,以及促进全球和区域可持续发展具有重要意义。基于此,通过对人类活动强度空间数据相关研究进行梳理和分析,首先提出人类活动强度空间化的概念,然后归纳总结六类主要的空间化方法,并以青藏高原地区为例重点展示和分析四类应用较为广泛的方法,包括净初级生产力人类占用法、土地类型变化法、全球干扰指数法和人类足迹指数法等。最后讨论目前人类活动强度空间化研究中存在的问题,并对未来的发展提出建议。

摘要： 在太阳系形成初期,太阳辐射强度只有现代的70％,如果大气温室气体含量维持在现代水平,地球将不可避免地被冰完全覆盖.但是在整个太古代没有发现冰川的证据,广泛的碳酸盐岩沉积也表明液态水的大量存在.这一物理模型与地质观测之间的矛盾被称为"早期暗淡太阳佯谬".在这项研究里，提出在海水低pH值的情况下，大气与海洋之间的平衡将会导致高大气CO2浓度。模型计算表明，在海水相对于碳酸钙过饱和(约为溶度积的10倍)时，若要使大气CO2浓度维持在现今的600倍，则海水的pH值需要降低到6.8左右。早期海洋低pH值得到了利用海洋中反向风化作用所建立的海水pH值模型来支持。地球早期海水低pH值可能与高热流值情况下强烈的热液作用以及海底强烈的反向风化作用有关。模型表明，地球早期岩石圈与海洋的相互作用决定了海洋的低pH值，而海洋与大气的平衡则决定了大气的高CO2浓度。因此，提出了一个可以使早期地球大气CO2浓度必然增高的机制:早期地球系统不同圈层间的相互作用可以抵消由于太阳低辐射强度所造成的冰室效应，使得地球处于一个相对温暖的状态。

摘要： 豫西铝土矿（铝土矿是指工业上能利用的，以三水铝石和一水铝石为主要组成的矿石的统称，是生产金属铝的最佳原料）的形成是地球系统演化的产物,地球的岩石圈、水圈、大气圈、生物圈在铝土矿的形成过程中均具有极为重要的作用.豫西石炭系铝土矿，作为一个地表成矿系统，受到地球系统各个圈层的明显影响，地球系统任何一个方面的因素都是重要的，不可或缺的，各个圈层又相互影响，共同构成一个有利铝土矿成矿的地球系统。本文从岩石圈、水圈、大气圈、生物圈等地球系统几个方面及相互关系分析其对豫西铝土矿形成的重要意义。豫西铝土矿的形成是地球系统长期演化的产物。岩石圈、大气圈、水圈、生物圈每一个方面的作用都是极为重要的，相互影响、相互作用形成一个复杂的铝土矿成矿系统。岩石圈为豫西铝土矿的形成提供了物质来源，全球板块构造活动使得豫西在石炭纪处于高温多雨的热带地区，岩石圈的后期运动使得铝土矿体定位于目前技术经济条件所能开发利用的地表附近，成为可供开发利用的矿床;大气圈和水圈提供了充沛的、矿物质不饱和的大气降水，以及有效的水排泄系统，使得化学风化作用持续进行，化学性质最为稳定的铝土矿得以富集成矿;生物圈的作用主要表现铝土矿大规模成矿出现于地球上植物首次大规模登陆的石炭纪，植物活动导致了大气圈和水圈性质的变化，如大气中氧的增加，植被、细菌活动导致地表水氧、CO2、生物酸的增加，植被及其腐殖层对地表水流动排泄方式的影响，导致地表土壤层、岩溶地貌的加速形成等。地球系统各个圈层的相互作用对铝土矿形成的影响，生物圈的发展对大气圈大气成分、水圈的地表水性质及排泄方式、岩石圈表层土壤层及岩溶地貌的发育产生影响等，使得地表化学风化作用能够进行到铝土矿出现的最后阶段。豫西铝土矿成矿作用是地球系统的产物。

摘要： “地球系统”由于“人类圈”的出现而进入一个新阶段，并随“人类圈”的演化而不断发生变化。二十世纪下半叶以来，“人类圈”的迅猛膨胀，使“地球系统”的功能严重失调，结构畸变，造成当代一系列全球问题。这条研究全球问题的基木思路，在中国已有二十多年。中日学者合著的《地球环境读本》是用人类圈的扩张引起地球系统的演变，造成一系列地球环境问题。本文从《地球环境读本》开始，简要回顾这条思路的发展过程(主要是在中国的发展过程)。

摘要： 什么是地球系统?怎么持续地发展地球系统?本文分三部分,简要介绍作者在力所能及的范围内,根据收集到的部分文献资料,构建能够被计算机辨识和操作的地球系统,并以此为基础,进一少计论地学数据集成与地球系统持续发展的关系.

摘要： 要想真正使中国的气候系统模式有长足的发展，就必须解决上述薄弱环节，必须致力于适合东亚区域物理过程参数化方案的研究以及具有自主知识产权的有效软件平台的开发。中国地球系统模式的发展，尤其需要先打好物理气候系统模式这一重要基础，这是决定中国地球系统模式前途的关键因素。本文介绍了发达国家在地球系统模式方面的重要进展，对我国地球系统模式的发展现状及问题进行了分析，指出发展我国自己的地球系统模式，除了需要解决与大气、海洋、生态等地学和生物学相关的关键科学问题外，还需要解决与高性能计算密切相关的科学问题和技术问题，并提出加快发展我国地球系统模式的对策建议。

摘要： @@科学的基本特点是探索，没有探索和创新，科学就失去了灵魂。在科学的探索过程中，应当允许各种思想露头并展开交锋。上天有路，入地无门。困难不能成为消极退缩的理由，地球系统的复杂性虽使人们难以准确识别地下发生的各种现象，但在这扇门紧闭的同时，各种地质物理现象所特有的间接证据，却为世人开启了另一扇认清地震实质的窗口，使我们完全有可能捅破“地下的不可入性”这一窗纸。

摘要： 自然灾害的预测是一个系统工程.要有效预测自然灾害的发生,就必须首先认识自然灾害发生系统一地球系统.本文通过对地球系统的基本特征和地球系统的能源和运转方式,指出地热涡和地冷涡是地面气候系统的重要成员.利用全球地磁场资料,分析研究了地球内部焦耳热的分布和演变规律,结果表明:全球地磁场的变化与全球气温的变化有密切联系;且焦耳热场的分布与地热带、火山分布、全球最大降水量带有很好的对应;地热涡的演变和我国降水异常有密切关系。因此,要对气候灾害进行有效预测,必须研究整个地球系统.

摘要： 本文从地学思维的角度出发，探讨了生态风险地球存在的主要依据，界定了生态风险地球的概念和特征，提出了生态风险地球对当代地学思维的启示:第一，生态风险地球进一步展现地球的复杂性；第二，生态风险地球表现出地球的瞬变性；第三，现代人地相互关系的新发展—人与生态的相互关系有可能成为生态风险地球流变的发动机和推进剂；第四，“生态风险地球”意味着生态风险地球观的出现。

摘要： 本文从地学思维的角度出发，探讨了生态风险地球存在的主要依据，界定了生态风险地球的概念和特征，提出了生态风险地球对当代地学思维的启示:第一，生态风险地球进一步展现地球的复杂性；第二，生态风险地球表现出地球的瞬变性；第三，现代人地相互关系的新发展—人与生态的相互关系有可能成为生态风险地球流变的发动机和推进剂；第四，“生态风险地球”意味着生态风险地球观的出现。

摘要： 一种观察卫星，用于获得从地球上发射的电磁能量的信息。所述卫星在倾角大于90°且小于270°的轨道绕地球运行。此外，所述观察卫星包括：至少一个接收天线，所述至少一个接收天线具有指向地球的接收模式，并在所述卫星相对于地球表面沿轨道运行时，所述至少一个接收天线适于在射频范围内接收电磁能量。所述观察卫星还包括：传送器，被配置为具有以下至少一个功能：(i)重新传送所接收到的电磁能量的至少一部分，(ii)发射表示所接收到的电磁能量的至少一部分的信息，(iii)发射从所接收到的电磁能量的至少一部分推导出的信息。本发明还涉及相关的系统和方法。

摘要： 一种双圆锥扫描红外地球敏感器地球波信号处理系统，包括地球波信号预处理单元和局部终端单元；局部终端单元包括单片机、四个计数器、两个定时器、五个RS触发器；单片机对计数器和定时器进行初始化设置；本发明占用的硬件资源相对简单，采用以单片机为核心的电路即可实现双通道数据处理、上传，不需要高价值、高速器件，不需采用模数转换，数据量较小，软件处理方法相对简单，系统功耗较低，可靠性高，适合于卫星应用。

摘要： 本发明属于数据处理技术领域，提供了一种地球物理信号采集方法、地球物理仪器及系统，本发明在获取地球物理信号后，对地球物理信号不断的进行快速快速傅里叶变换，得到相应频点的幅度值；当幅度值组成的幅度值序列的长度达到预设长度，则根据幅度值序列以及曼－肯德尔法，计算得到置信度；当计算的置信度大于设定的标准值时，判定地球物理信号中存在异常信号或异常信号即将出现，则利用陷波滤波，将异常信号去掉，否则，判定地球物理信号不存在异常信号；将不存在异常信号或去掉异常信号的地球物理信号进行存储采集；通过置信度的判断，检测并去除异常信号，实现了对异常信号的实时监测及预测。

摘要： 一种在基于LEO卫星星座的通信系统中重用GEO分配的通信频谱的系统，使得LEO卫星发起的信号不会出现在指向GEO的地球站天线的波束宽度中，和卫星配置为通过操纵它们各自的波束传输来提供通信，其可包括前向波束和后向波束，其角度被控制以投射波束并减少或消除与指向GEO的地球站天线干扰的可能性。该系统和LEO卫星可以提供位于地球表面任何地方的地球站的大致100％覆盖，而不与GEO卫星或指向GEO的地面站协调。该系统还可以提供地球站，其配置为增强使用相同频谱的GEO通信系统和LEO通信系统之间的隔离，以减少指向GEO的地球站天线接收LEO通信的可能性。

摘要： 一种观察卫星，用于获得从地球上发射的电磁能量的信息。所述卫星在倾角大于90°且小于270°的轨道绕地球运行。此外，所述观察卫星包括：至少一个接收天线，所述至少一个接收天线具有指向地球的接收模式，并在所述卫星相对于地球表面沿轨道运行时，所述至少一个接收天线适于在射频范围内接收电磁能量。所述观察卫星还包括：传送器，被配置为具有以下至少一个功能：(i)重新传送所接收到的电磁能量的至少一部分，(ii)发射表示所接收到的电磁能量的至少一部分的信息，(iii)发射从所接收到的电磁能量的至少一部分推导出的信息。本发明还涉及相关的系统和方法。

摘要： 本发明是一种触控式地球仪及地球仪系统，所述地球仪包括：标注地理位置的球体；传感器，包括至少一个触控点，贴合于所述球体内壁上，用于感测触控位置；第一存储模块，用于存储触控点与所述地理位置的对应关系、以及所述地理位置的相关信息；控制器，用于接收传感器所感测的触控位置，并分析其对应的地理位置；传输模块，用于将所述地理位置的相关信息传输至展示设备。可以根据用户的触控位置发送给地理位置的信息，至展示设备。而且还可以通过展示设备进行修改等更新操作。

摘要： 本申请实施例中提供了一种地球物理辅助勘察装置及地球物理辅助勘察系统，包括：工作平台；至少两个调平支撑组件，一端固定于工作平台的下方，另一端位于地面上，用于支撑工作平台；调平支撑组件包括动力件和与动力件连接的驱动件，动力件能够带动驱动件沿垂向移动，以将工作平台调整至与水平面平行；物理数据监测组件，固定在工作平台上，用于进行物理勘察。采用本申请实施例中提供的一种地球物理辅助勘察装置，在工作平台上设置物理数据监测组件，以对勘探点的物理数据进行获取；工作平台上设置至少两个调平支撑组件，通过动力件和驱动件的动作，将工作平台和水平面进行调平，由此以无需手动调节，缩短调节时间，提高调节精度。

摘要： 本实用新型涉及一种用于太阳‑地球运行演示仪中的地球仪运动控制系统，其包括地球仪绕太阳仪运行的轨道以及用于安装地球仪的承载装置，所述承载装置连接有驱动电机，所述轨道中需要控制地球停止的位置处设有停止判断区域、多个位置判断区域和停止判断区域，每个位置装有金属片的判断区域数量均不同；所述承载装置设有多个限位金属传感器，所述多个限位金属传感器的位置与停止判断区域、多个位置判断区域和停止判断区域对应。本实用新型通过需要控制地球停止的位置处设置不同区域，并在不同区域中设置金属片，然后通过检测金属片的信息判断和控制地球准确的停止。

摘要： 本发明公开了一种三维数字地球的构建方法，包括步骤：S101、采集处理地理数据并保存，通过http服务或web服务发布处理后的地理数据；S102、整合所述地理数据的http服务或web服务，对所述地理数据三维可视化和虚拟化，并形成三维数字地球应用程序；将三维渲染能力虚拟化，实现三维数字地球在虚拟化环境中的GPU实时加速渲染；S103、通过使用所述三维数字地球应用程序获取三维数字地球的图像信息，以显示三维数字地球。本发明还提供了与如上方法相对应的三维数字地球系统。本发明将数字地球应用的大量数据传输问题简化为图片传输问题，消除了对客户端设备计算能力和存储能力的限制。

摘要： 本发明公开了一种三维数字地球的构建方法，包括步骤：S101、采集处理地理数据并保存，通过http服务或web服务发布处理后的地理数据；S102、整合所述地理数据的http服务或web服务，对所述地理数据三维可视化和虚拟化，并形成三维数字地球应用程序；将三维渲染能力虚拟化，实现三维数字地球在虚拟化环境中的GPU实时加速渲染；S103、通过使用所述三维数字地球应用程序获取三维数字地球的图像信息，以显示三维数字地球。本发明还提供了与如上方法相对应的三维数字地球系统。本发明将数字地球应用的大量数据传输问题简化为图片传输问题，消除了对客户端设备计算能力和存储能力的限制。