地球系统科学的背景与重要性 - 地球系统科学诞生于20世纪后半叶，源于气候变化、臭氧层空洞、生物多样性锐减等全球性问题的凸显，强调环境问题的系统性特征[2] - 人类活动被确认为全球变化的主要驱动力之一，自工业革命以来已成为影响地球系统的核心地质力量，可能终结了持续1.17万年的全新世[2] - 地球系统科学突破传统学科界限，从"还原论"转向"整体论"，结合非线性科学和复杂性理论，迎来蓬勃发展期[2] 地球系统科学的关键研究领域 - 聚焦五大关键领域：地球系统圈层耦合与反馈机制、全球变化的驱动力与临界点、地球系统模拟与预测、人类世的科学与伦理挑战、科学如何支撑可持续发展路径[3] - 研究内容包括定量刻画大气、海洋、陆地、冰冻圈和生物圈之间的能量物质交换，认识自然变率与人类活动的相对贡献，提高地球系统模型的分辨率和可靠性等[3] 地球系统科学的应用与贡献 - 通过多圈层耦合视角揭示极端天气事件的全球性机制，如全球变暖引发"北极放大效应"，导致急流减弱和波动加剧[4] - 地球系统模型证实人类活动显著增加热浪、暴雨等事件发生概率，如温室气体排放使百年一遇高温变为十年一遇[4] - "表层地球系统生物地球化学循环与全球变化"理论助力国家"双碳"目标实现，体现在碳源汇动态量化、人为干扰机制解析、气候反馈预测三方面[5] 中国科学家的角色与国际合作 - 中国科学家主导碳循环、气候模型等研究，提出高分辨率地球系统模式提升全球变化预测精度，推动风能、太阳能等低碳技术革新[6] - 深度参与"双碳"路径设计，量化生态红线与碳预算，支撑全球最大规模植树造林、湿地修复等工程[6] - 主导"全球季风计划"，参与IPCC评估报告编写，推动"一带一路"气候观测网建设，促进数据共享与减排责任共担[6] 《天津宣言》的目标与实施路径 - 核心目标是推动地理学研究范式的转型发展，强调各圈层的相互作用和整体性研究[7] - 通过促进学术共同体形成共识、建立协作机制、构建交流平台三路径推动学科发展[7] - 计划通过建立统一的数据标准和共享平台、制定收益分配机制、开展方法培训等措施落实学科交叉与数据共享[7] 学科交叉与科研组织创新 - 天津大学地球系统科学学院创新性地设立9个问题导向的研究中心，打破学科壁垒，聚焦系统性科学问题[11] - 科研成果转化通过"技术集成—政策耦合—社会嵌入"三层次路径实现，如开发智能监测系统和低碳解决方案[12] - 数字技术带来观测能力、分析能力、模拟预测能力的飞跃，AI和大数据技术重塑地球系统科学研究方法[13][14] 人才培养与课程体系 - 课程设计强化数理化生基础，采用问题导向的设计，注重系统性思维训练，重构整个知识体系[16] - 融入工程技术思维，增加工程案例分析，开设工程实践课程，组织学生参与实际工程项目[16] - 面向国家"双碳"目标，增设特色课程，加强与产业界合作培养，强化政策素养培养[18]