儀器儀表和地球科學(xué)相關(guān)性分析
(-)近中期面臨的主要科學(xué)問(wèn)題
近中期地球科學(xué)發(fā)展面臨的主要科學(xué)問(wèn)題是：如何系統(tǒng)性和整體性研 究地球系統(tǒng)過(guò)程；如何探索解決人類生存、社會(huì)發(fā)展和地球系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的 資源、環(huán)境、災(zāi)害問(wèn)題。
(二）近期需要開展的主要研究工作
圍繞上述面臨的主要科學(xué)問(wèn)題，今后一段時(shí)間需要開展的研究工 作是：
地球系統(tǒng)多圈層相互作用的研究
地球系統(tǒng)科學(xué)就是研究組成地球系統(tǒng)的空間圈、大氣圈、水圈、固體 地球（地殼、地幔、地核或巖石層、軟流層、中間層）和生物圈（包括人 類）的各子系統(tǒng)之間相互聯(lián)系、相互作用中運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)制，地球系統(tǒng)變化的 規(guī)律和控制這些變化的機(jī)理，包括空間、大氣、海洋、冰凍層與固體地球 的相互作用及其對(duì)全球變化的影響，板塊邊界及板塊內(nèi)部形變的特征、動(dòng) 力學(xué)及其與地震、火山等災(zāi)害的關(guān)系，地球深內(nèi)部的結(jié)構(gòu)、組成、狀態(tài)、
動(dòng)力學(xué)及其他地球子系統(tǒng)的關(guān)系等；研究探測(cè)地球表層結(jié)構(gòu)，研究成礦、
成藏的復(fù)雜動(dòng)力學(xué)過(guò)程，進(jìn)行能源、資源的立體“透明”勘查，認(rèn)識(shí)成 礦、成藏規(guī)律，提高找礦效率，同時(shí)研究行星地球環(huán)境與生命過(guò)程及日地 空間環(huán)境和時(shí)空演化，從而為全球環(huán)境變化預(yù)測(cè)和資源利用建立科學(xué)基 礎(chǔ)，并為地球系統(tǒng)的科學(xué)管理提供依據(jù)。
地球系統(tǒng)中的物理、化學(xué)、生物過(guò)程及其相互作用研究
以“地球系統(tǒng)”為研究對(duì)象，將大氣圈、水圈（含冰凍圈）、
(層）和生物圈視為一個(gè)整體，探討由一系列相互作用過(guò)程，包括系統(tǒng)各 組成成分之間的相互作用，物理、化學(xué)和生物三大基本過(guò)程的相互作用以 及人與地球的相互關(guān)聯(lián)和作用，海洋的物理和生物地球化學(xué)過(guò)程及其資源 環(huán)境效應(yīng)；及由這些相互作用過(guò)程聯(lián)系起來(lái)的復(fù)雜非線性多重耦合系統(tǒng)形 成的地球系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制。
人類活動(dòng)與地球系統(tǒng)的關(guān)系研究 
圍繞人類活動(dòng)對(duì)地球系統(tǒng)的影響和適應(yīng)，主要研究人類活動(dòng)對(duì)地球系 統(tǒng)的影響造成的問(wèn)題，包括災(zāi)害、環(huán)境污染、生態(tài)破壞等，如潔凈淡水短 缺，陸地和水生生態(tài)系統(tǒng)退化，土壤侵蝕加劇，生物多樣性破壞，大氣物 理、化學(xué)性質(zhì)變化，放射性氣體及核輻射影響，漁業(yè)產(chǎn)量下降等。特別是 隨著全球變化問(wèn)題的升溫，我國(guó)作為《氣候框架公約》（UNFCCC)簽約 國(guó)和《京都議定書》簽字國(guó)，將承擔(dān)越來(lái)越大的人類活動(dòng)對(duì)全球溫室效應(yīng) 的義務(wù)。
4.地球系統(tǒng)相互作用及其變化對(duì)人類生存與發(fā)展的影響
自然災(zāi)害已經(jīng)成為威脅人類生命、財(cái)產(chǎn)安全的主要災(zāi)害之一，圍繞最 大程度降低災(zāi)害損失，重點(diǎn)研究具有中國(guó)地域特點(diǎn)、典型而帶全球性的資 源環(huán)境災(zāi)害等問(wèn)題，認(rèn)識(shí)地球系統(tǒng)的復(fù)雜性，提高地球系統(tǒng)變異的可預(yù)測(cè) 性。主要研究復(fù)雜Afe球系統(tǒng)的非線性相互作用所導(dǎo)致的地球環(huán)境的演化與 演化過(guò)程中形成的復(fù)雜系統(tǒng)以及相應(yīng)的社會(huì)和工程復(fù)雜系統(tǒng)，包括突發(fā)地 球自然災(zāi)害與氣候變化的預(yù)報(bào)和處理及控制，特別是氣象災(zāi)害、地質(zhì)災(zāi) 害、地震、火山等災(zāi)害現(xiàn)象的監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)、防御、應(yīng)急響應(yīng)和救助的科學(xué) 問(wèn)題。
(三）所需的主要技術(shù)支撐體系
地球科學(xué)是觀測(cè)的科學(xué)，為了保證上述研究工作的進(jìn)行，近期需要發(fā) 展的主要技術(shù)支撐體系是：
空間對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)。為發(fā)展我國(guó)地基、海基、空基、天基的地球觀 測(cè)系統(tǒng)，需要為先進(jìn)衛(wèi)星對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)、先進(jìn)航空遙感對(duì)地觀測(cè)系 統(tǒng)以及空、亞軌道遙感對(duì)地觀測(cè)平臺(tái)系統(tǒng)等配制大型專用儀器設(shè)備。
地球科學(xué)研究觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。為建立和發(fā)展全球綜合地球觀測(cè)網(wǎng)絡(luò) (EOS),需要建立綜合地球物理和地球化學(xué)觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)，利用天然地震和可 控震源建立地震觀測(cè)陣列，同時(shí)為獲取基本觀測(cè)數(shù)據(jù)和資料，還需建立地 球觀測(cè)信息共享系統(tǒng)。
大陸科學(xué)深鉆系統(tǒng)。為開展資源探査、環(huán)境保護(hù)、地質(zhì)地震災(zāi)害預(yù) 測(cè)等應(yīng)用性研究，需要在中國(guó)大陸科學(xué)鉆探深井，建立高精度的實(shí)驗(yàn)觀測(cè) 技術(shù)支撐體系。
地球模擬器系統(tǒng)。為支撐地學(xué)基礎(chǔ)研究的深人開展，需要建立能夠 模擬地球多圈層相互作用、地球內(nèi)部構(gòu)造及其狀態(tài)變化以及地球環(huán)境災(zāi)害 發(fā)生過(guò)程等的數(shù)值模擬模型，即地球模擬器系統(tǒng)。