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第1章 绪论 1

1.1 人类面临全球性的重大问题 2

1.2 地球系统的全球化 8

1.3 地球系统科学与可持续发展 22

1.4 地球系统科学与传统地球科学 23

1.5 国内外研究现状 25

思考题 30

第2章 地球系统科学特征与趋向 31

2.1 科技十大领域发展趋势 31

2.2 科技发展面临的十大挑战 38

2.3 地球系统科学七大特征 39

2.4 地球系统科学六大趋向 42

思考题 43

第3章 地球系统科学的方法论 44

3.1 地球系统科学研究思路 44

3.2 地球系统科学基本概念 46

3.3 地球系统科学基本框架 58

3.4 地球系统科学时间尺度 62

3.5 地球系统科学研究步骤 72

3.6 地球系统科学的方法论 74

思考题 81

第4章 地球系统科学理论基础 82

4.1 地球系统的连续动态系统 82

4.2 地球系统的离散动态系统 123

4.3 地球系统的随机性 150

4.4 地球系统的自组织 168

4.5 地球系统的简单巨系统 189

4.6 地球系统的复杂巨系统 214

思考题 227

第5章 地球系统科学子系统与学科分支 229

5.1 行星系统 229

5.2 地核和地幔系统 244

5.3 岩石圈系统 251

5.4 水圈系统 265

5.5 大气圈系统 266

5.6 生物圈系统 276

5.7 地球系统科学学科分支 292

思考题 294

第6章 地球系统各圈层相互作用动力学效应 295

6.1 多体系统动力效应 295

6.2 非完整系统动力效应 303

6.3 变质量系统动力效应 309

6.4 碰撞动力系统效应 314

6.5 破坏动力系统效应 324

6.6 流体动力系统效应 332

6.7 极端动力系统效应 342

6.8 爆炸(发)动力系统效应 353

思考题 366

第7章 地球系统的数字表达——数字地球 367

7.1 数字地球提出的背景 367

7.2 数字地球的研究方法 367

7.3 数字地球原型——地球系统 370

7.4 地球系统场理论基础 372

7.5 数字地球物理模型 373

7.6 数字地球力学模型 375

7.7 数字地球数学模型 376

7.8 数字地球信息模型 376

7.9 数字地球信息获取技术与模拟 377

7.10 数字地球空间信息基础设施 377

7.11 数字地球技术方法 378

7.12 数字中国与数字工程 381

思考题 382

参考文献 383