导语


从加拿大极端热浪，到德国的洪灾，从澳大利亚的森林大火，到中国河南的特大暴雨，极端天气已经成为新常态。气候变化正以我们所能感知的态势发生着。2021年诺贝尔物理学奖的一半被授予气象学家真锅淑郎和气象学家克劳斯·哈塞尔曼，“以表彰对地球气候的物理建模、量化变化和可靠地预测全球变暖”。表达了对人类命运的关切。不仅如此，空气污染与排放等因素也作为影响人类生活和生态环境的重要一环而一直备受关注。我们统一将这些放在地球系统科学研究的范畴中。

近年来，系统科学、人工智能等学科的发展，为地球系统的研究提供了一系列有力的研究手段。随着地球系统科学的不断发展，许多新方法被广泛地应用于分析和解决许多的地球系统科学问题。为了推进地球系统科学研究，集智俱乐部特联合气象学家和气象汇公众号联合发起筹备地球‍系统科学的主题读书会。




内容简介




大气圈、水圈（含冰冻圈）、岩石圈和生物圈组成了有机联系的地球系统，发生在该系统中各种时间尺度的全球变化是地球系统各层圈相互作用的结果，是三大基本过程（物理、化学、生物）相互作用的结果，以及人与环境（生命与非生命）相互作用的结果。各个组分之间相互影响并同时作用，决定了地球系统的静态与动态运行机制。当今社会人类的科学技术发展迅猛，人类活动对于地球系统的影响也越来越显著。


然而生态环境的破坏，以及未来政权更迭的风险，无一不预示着地球正朝着危险的方向发展。危机的背后，全球可持续发展的呼声越来越高，它是粮食安全、能源获取、淡水供应、摆脱贫困、人类福祉的关键。而若想实现全球可持续发展，扭转环境的变化趋势，就要全社会的战略支持，更需要全世界不同学科的一致努力。2021诺贝尔物理学奖的一半被授予给了两位气象学家，“以表彰对地球气候的物理建模、量化变化和可靠地预测全球变暖”。这表现出了科学界对于人类命运的关切，更提现出了可持续发展的迫切需求。


而要想解释如何规范人类活动以达到人与自然协调可持续发展等问题，就需要把地球的大气圈、水圈（含冰冻圈）、生物圈、岩石圈、地幔和地核以及近地空间视作密切联系的整体，并将人类活动的影响纳入其中，理解它们相互作用的过程和机理。因而，地球系统科学应运而生。


地球系统科学在了解地球系统的功能和人类对该系统的影响这两方面发挥了重要的作用。地球系统科学已经准备好迎接新的科学挑战，专注于新的研究重点，并研究出满足全球、区域、国家和地方不同规模需求的新方法。


本次讲座将重点介绍：
  1. 地球系统科学的简史
  2. 全球气候科学界如何响应社会需求

  3. 我们面临的重大科学挑战 





主讲人




陈德亮

陈德亮教授现任瑞典哥德堡大学的 August Röhss 讲席教授，本科毕业于南京大学，于德国美因茨古腾堡大学师从诺贝尔奖得主Paul Crutzen教授获得博士学位。陈教授的研究方向包括气候动力学、气候模拟、全球和区域气候变化、地理信息科学和应用气候学等。

陈教授是国际著名的气候学家、诺贝尔奖评奖委员会专家、是地球系统科学的倡导和践行者，也是具有全球视野的战略科学家。他参与和领导了多个国际计划和组织，为多个政府、政府间组织和国际非政府组织以及国家研究资助机构担任科学顾问，是IPCC第五次、第六次评估报告第一工作组的主要作者和协调主要作者，于2009-2012年担任国际科学理事会（ICSU）执行主席。他长期致力于全球系统科学、未来地球学、全球可持续发展研究的领导、协调与合作工作，为国际科技合作做出了重要贡献。

陈教授先后当选为瑞典皇家科学院院士、哥德堡皇家艺术与科学院院士、发展中国家科学院院士、瑞典皇家科学院地学部主任、中国科学院外籍院士、挪威科学与文学院外籍院士、欧洲科学与艺术学院院士，曾获2017年度中华人民共和国国际科学技术合作奖。鉴于他对瑞典和国际气候研究做出的杰出贡献最近由瑞典国王颁发国王勋章。




特邀嘉宾




樊京芳

北京师范大学系统科学学院教授，博士毕业于中国科学院理论物理研究所。曾在以色列巴伊兰大学Shlomo Havlin，德国波茨坦气候影响研究所Hans Joachim Schellnhuber教授组分别从事博士后研究工作。美国哈佛大学和波士顿大学访问学者。研究方向为统计物理，气候系统，网络理论，地震系统和金融市场预测等。以第一作者或通讯作者在Nature Physics， PNAS等学术期刊发表论文30余篇。


邓琪敏

中国地质大学特任副教授，主要从事时间序列分析、非线性动力学；极端事件、气候变化诊断与预测等方面的研究。在Climate Dynamics等国际主流期刊上发表过学术论文。
个人主页：http://grzy.cug.edu.cn/dengqimin/zh_CN/index.htm

张钢锋

北京师范大学系统科学学院，应急管理部-教育部减灾与应急管理研究院“励耘”博士后，助理研究员。兼任西班牙国家科学研究委员会、瑞典哥德堡大学客座研究员。目前主要研究方向为气候变化与自然灾害，地球系统科学与深度学习。在Journal of Climate、JGR-Atmospheres、Science Bulletin等国内外著名期刊发表论文十余篇。

营娜

中国环境科学研究院，助理研究员。2019年毕业于北京师范大学地理科学学部。主要从事地球系统（大气、环境）复杂性研究，包含大气CO2浓度遥相关、CO2浓度与地表温度耦合关系、大气污染物（PM2.5、O3）复杂性研究。已发表学术论文20余篇，主要成果发表在Geophysical Research Letters、Journal of Cleaner Production、Europhysics Letters、Environmental Science and Technology等SCI期刊，参与多项国家重点研发计划、国家重大科技专项及国家科技支撑计划。

裴琳

北京城市气象研究院，副研究员。2016年博士毕业于中国科学院大气物理研究所。研究方向为区域极端事件的检测与归因，及城市气候效应的高分辨率数值模拟。已发表学术论文十余篇，主要学术成果发表在Bulletin of the American Meteorological Society， Environmental Research Letter, Atmospheric Chemistry Physics, Climatic Change, 科学通报等国内外主流期刊。主持、参与多项国家自然科学基金，国家重点研发计划等课题。


王学佳


中国科学院西北生态环境资源研究院，副研究员，2015年博士毕业于中国科学院大学，2018-2021年瑞典哥德堡大学博士后，研究方向为区域气候模式动力降尺度；寒区气候变化与水循环；冰冻圈与气候相互作用，在国内外著名期刊Earth-Science Reviews，Climate Dynamics, Science of the Total Environment，JGR-Atmospheres等发表论文40余篇，参与编写专著1部，主持、参与国家自然科学基金、国家重点研发计划、中科院先导项目、中科院青促会人才项目等10余项。







活动信息




活动形式
陈德亮教授进行一个小时左右的分享，再由特邀嘉宾们进行一个小时左右的讨论。


时间

2021年12月14日（周二）晚上19:00-21:00


参与方式

  • 集智俱乐部 B 站免费直播
  • 扫码获取腾讯房间号可直接开麦与主讲人交流
    扫码报名

  • 付费参加读书会可加入腾讯会议，可提问交流，加入群聊，获取回看地址，成为地球系统科学读书会社区种子用户（点击文末“阅读原文”或扫描下方二维码即可报名）。



地球系统科学读书会招募中


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。随着地球系统科学的不断发展，许多新方法被广泛地应用于分析和解决许多的地球系统科学问题。为了推进地球系统科学研究，集智俱乐部特联合气象学家和气象汇公众号联合发起筹备地球系统科学的主题读书会。

本读书会由邓琪敏、张钢锋、王硕、许菁等一线研究者共同发起的「地球系统科学」系列读书会，将组织大家系统地研究这些以统计物理方法、深度学习方法为核心在地球系统科学中应用的相关文献，深入研读相关文献，激发科研灵感。在每周二晚在线进行论文分享与讨论，共读共享。欢迎对地球系统科学感兴趣的朋友报名参与读书会，一起研读硬核内容！欢迎大家报名参加呀！

「地球系统科学」系列读书会参与方式


本次读书会适合的参与对象：

  • 基于复杂系统相关学科研究，对地球系统科学相关研究有浓厚兴趣的科研工作者；

  • 能熟练阅读英文文献，并对复杂科学充满激情，对世界的本质充满好奇的探索者；

  • 欢迎基于读书会所列文本和文献的具体探讨，提供适合的文献和主题的朋友；


运行模式

每 1 周由 1-2 名读书会成员领读相关论文，进行线上会议，与会者可以广泛参与讨论（以 PPT 讲解的形式，直播间互动交流）。


时间：

从2021年12月14日开始，每周二晚上19:00-21:00，持续时间预计 7-8 周。


方式：

此次读书会为线上闭门读书会，采用的会议软件是腾讯会议（请提前下载安装）。在扫码完成报名并添加负责人微信后，负责人将其拉入群聊，入群后告知具体的会议号码。


费用：

为了过滤一些非专业人士，甄选出真正对地球系统科学研究感兴趣、有相关研究经验的专业人士，保证读书会研讨质量，也为了激励大家学习、分享、总结，本期读书会将采取收费 – 退款的保证金模式。


报名步骤

扫码报名

第一步：扫码填写报名信息。

第二步：填写信息后，进入付款流程，提交保证金299元。（符合退费条件后可退费）

第三步：添加负责人微信，拉入对应的读书会讨论群。

（我们也会对每次分享的内容进行录制，剪辑后发布在集智学园官网上，供读书会成员回看）


读书会大纲：

地球系统科学概览介绍——陈德亮院士
  1. 统计物理部分
  • 气候网络和渗流相变研究地球系统
  • 统计物理和本征微观态在地球系统的中应用

  • 由多个子系统耦合的地球系统

  • 极端天气的同步现象

  • 地球系统中的归因

  • 地球系统的临界问题

  1. 深度学习部分

  • 综述

  • 时空卷积网络

  • 时空图神经网络

  • 神经微分/偏微分方程

  • 地球系统科学因果推断



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