? ? ? 2021年地球科學部共發(fā)布12個重大項目指南，擬資助7個重大項目。項目申請的直接費用預算不得超過1500萬元/項。

“陸域水文生態(tài)過程多尺度變化機理與效應”重大項目指南

　　陸域水文生態(tài)耦合過程深刻地影響著地球表層物理、化學和生物作用，與地表水分和能量分配、水資源形成與轉(zhuǎn)化密切相關。由于陸域下墊面的多樣性和水文生態(tài)過程的復雜性，使得相關科學認知還存在很大的不確定性，成為認識水文、生態(tài)、資源和環(huán)境科學問題的瓶頸。當前，面臨全球氣候變化和人類活動所引起的一系列生存環(huán)境問題，比以往任何時候都更需要深化對陸域水文生態(tài)耦合過程的研究。針對當前地球系統(tǒng)科學的發(fā)展態(tài)勢，亟需集中優(yōu)勢力量，從多元素耦合循環(huán)、能量循環(huán)和生物過程等角度，深入研究不同陸域水文生態(tài)過程多尺度耦合機理，系統(tǒng)剖析陸域水文生態(tài)過程多尺度變化機制，定量闡釋其氣候與資源環(huán)境效應，提升整體研究水平和國際影響力，引領該領域的研究，為全球變化應對和社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展等國家重大需求提供重要科學支撐。

　　一、科學目標

　　從多元素耦合循環(huán)、能量循環(huán)和生物過程等角度，揭示不同陸域水文生態(tài)過程多尺度耦合機理，研發(fā)蒸散發(fā)等水文生態(tài)關鍵參量監(jiān)測方法，發(fā)展陸域水文生態(tài)過程耦合模擬技術，闡明全球變化背景下陸域水文生態(tài)過程變化的資源環(huán)境效應及其社會經(jīng)濟風險，為水資源合理利用、生態(tài)環(huán)境保護和全球變化應對提供科學基礎。

　　二、研究內(nèi)容

　　(一)陸域水文生態(tài)過程多尺度耦合機理與測算理論：揭示不同下墊面條件下陸域水文生態(tài)耦合過程機理，解析從多元素耦合、樣地、坡面、流域、區(qū)域到全球尺度的水文生態(tài)過程尺度轉(zhuǎn)換規(guī)律;發(fā)展多源觀測數(shù)據(jù)融合方法，研發(fā)基于國產(chǎn)衛(wèi)星資料的蒸散發(fā)等水文生態(tài)關鍵參量監(jiān)測方法;建立陸域水文-土壤-植被-人類活動全過程多要素耦合數(shù)值模型。

　　(二)陸域水文生態(tài)過程多尺度變化機制：揭示不同時空尺度水文和生物地球化學循環(huán)過程的分異特征及變化規(guī)律;闡釋不同區(qū)域水熱條件和下墊面水文生態(tài)過程對全球變化的響應;定量解析人類活動與自然變化對陸域水文生態(tài)過程多尺度變化的貢獻及影響機制。

　　(三)陸域水文生態(tài)過程變化的效應：研究陸域水文生態(tài)過程變化對典型生態(tài)系統(tǒng)功能和服務的影響;揭示陸域水文生態(tài)過程變化對區(qū)域氣候及水資源的影響機理;評估陸域水文生態(tài)過程變化給社會經(jīng)濟系統(tǒng)帶來的風險。

　　三、申請要求

　　(一)申請書的附注說明選擇“陸域水文生態(tài)過程多尺度變化機理與效應”，申請代碼1選擇D01的下屬代碼。

　　(二)項目申請書研究內(nèi)容應涵蓋主要研究內(nèi)容。

　　(三)咨詢電話：010-62327166。

“人地系統(tǒng)協(xié)同觀測與鄉(xiāng)村地域系統(tǒng)轉(zhuǎn)型”重大項目指南

　　人地系統(tǒng)是地理學研究的核心對象。人地系統(tǒng)所具有的動態(tài)性、開放性和復雜性，決定了對其觀測和演化機理的解析必須通過人文地理學、自然地理學和信息地理學的交叉融通，攻克其中存在的共性難題。面向我國目前城鄉(xiāng)發(fā)展不平衡、鄉(xiāng)村發(fā)展不充分的現(xiàn)狀，亟待通過人地關系地域系統(tǒng)理論與人地系統(tǒng)科學的重大理論創(chuàng)新和路徑創(chuàng)新，發(fā)展大數(shù)據(jù)、人工智能支撐下，以多元數(shù)據(jù)融合為核心的人地系統(tǒng)協(xié)同觀測技術與方法，將現(xiàn)有以城市為重點人地系統(tǒng)研究轉(zhuǎn)向更大地域范圍的鄉(xiāng)村為重點的領域拓展，深入探討從單向的增長型區(qū)域向衰退區(qū)域到增長型轉(zhuǎn)化的拐點、機理和路徑，為鄉(xiāng)村地域系統(tǒng)轉(zhuǎn)型發(fā)展提供系統(tǒng)平臺支撐，提升人地系統(tǒng)耦合與城鄉(xiāng)融合研究的整體水平，為落實新時代鄉(xiāng)村振興與城鄉(xiāng)融合國家戰(zhàn)略提供重要科學支撐。

　　一、科學目標

　　圍繞鄉(xiāng)村地域系統(tǒng)轉(zhuǎn)型前沿科學問題和服務鄉(xiāng)村振興與城鄉(xiāng)融合國家戰(zhàn)略，發(fā)展鄉(xiāng)村人地系統(tǒng)協(xié)同觀測的技術手段，建立多源數(shù)據(jù)融合的方法體系，精細刻畫鄉(xiāng)村地域系統(tǒng)的時空演變過程;創(chuàng)新鄉(xiāng)村地域系統(tǒng)理論體系，揭示鄉(xiāng)村地域系統(tǒng)轉(zhuǎn)型機理與轉(zhuǎn)型過程;模擬鄉(xiāng)村地域系統(tǒng)未來情景，研制鄉(xiāng)村振興與城鄉(xiāng)融合管理的標準規(guī)范體系，為服務支撐鄉(xiāng)村振興與城鄉(xiāng)融合戰(zhàn)略決策提供科學依據(jù)。

　　二、研究內(nèi)容

　　(一)人地系統(tǒng)協(xié)同觀測與融合計算：研究建立遙感、物聯(lián)網(wǎng)、無人機等協(xié)同觀測技術體系，發(fā)展鄉(xiāng)村人地系統(tǒng)復雜要素觀測和多源數(shù)據(jù)融合方法，建立定性-定量相結合、多模型組合的多源地理空間信息計算模型，創(chuàng)新多層次、多維度、多時相的鄉(xiāng)村地域系統(tǒng)場景化建模技術方法。

　　(二)鄉(xiāng)村地域系統(tǒng)轉(zhuǎn)型機理與過程：揭示鄉(xiāng)村衰退向鄉(xiāng)村振興的轉(zhuǎn)型機理，探明其結構優(yōu)化、功能提升與價值實現(xiàn)的動力機制，揭示鄉(xiāng)村地域自然-社會-技術多要素交互作用過程，研制鄉(xiāng)村地域系統(tǒng)轉(zhuǎn)型發(fā)展測度模型，研究創(chuàng)建鄉(xiāng)村地域系統(tǒng)理論體系和鄉(xiāng)村振興基礎科學體系。

　　(三)鄉(xiāng)村振興情景動態(tài)模擬與分析：開發(fā)不同尺度城鄉(xiāng)融合狀態(tài)評估模擬系統(tǒng)，選擇京津冀、長三角、珠三角、黃河流域、東北地區(qū)等典型區(qū)域，對未來30-50年我國城鄉(xiāng)耦合與鄉(xiāng)村振興的情景進行動態(tài)情景分析，研制鄉(xiāng)村振興與城鄉(xiāng)融合管理的標準規(guī)范體系。

　　三、申請要求

　　(一)申請書的附注說明選擇“人地系統(tǒng)協(xié)同觀測與鄉(xiāng)村地域系統(tǒng)轉(zhuǎn)型”，申請代碼1選擇D01的下屬代碼。

　　(二)項目申請書研究內(nèi)容應涵蓋主要研究內(nèi)容。

　　(三)咨詢電話：010-62327166。

“大地幔楔的物質(zhì)屬性與深部過程”重大項目指南

　　地球深部是驅(qū)動地球系統(tǒng)運行的發(fā)動機，深刻塑造了地球表層系統(tǒng)的演變。地球深部物質(zhì)在高溫高壓條件下可以具有超常規(guī)的物理化學屬性，這不僅引發(fā)了一系列地球物理現(xiàn)象，而且控制著地球深部的動力學過程，進而影響了整個地球系統(tǒng)的演化。

　　大地幔楔作為板片-地幔相互作用的一種重要形式，不僅控制了表層與深部圈層的物質(zhì)循環(huán)和能量傳輸，而且導致了復雜多樣的地質(zhì)與地球物理效應，對地球演化具有重要影響。以高溫高壓實驗模擬為主，結合地質(zhì)、地球化學與地球物理觀測和數(shù)值模擬，研究大地幔楔物質(zhì)屬性與深部過程，是闡明地球內(nèi)部物質(zhì)狀態(tài)和地球內(nèi)部與表層的耦合機制，回答“地球內(nèi)部如何運行”這一重大前沿問題的關鍵。

　　一、科學目標

　　查明大地幔楔的物質(zhì)屬性，建立大地幔楔的結構;揭示大地幔楔的物質(zhì)循環(huán)、元素遷移和富集，理解板片-地幔相互作用及其效應;構建大地幔楔深部動力學過程，理解地球內(nèi)部運行機制。

　　二、研究內(nèi)容

　　(一)大地幔楔物質(zhì)的物理屬性及其地球物理效應：大地幔楔條件下板片和地幔礦物的彈性、電導率、熱物理、擴散等物理性質(zhì);滯留板片在地幔過渡帶的波速;上地幔的波速結構、電導結構和波速各向異性。

　　(二)大地幔楔的流變結構及其動力學效應：大地幔楔深部礦物在不同水含量條件下的流變學性質(zhì);板片在地幔過渡帶滯留的機制和時間;俯沖帶中深源地震的成因。

　　(三)大地幔楔重要揮發(fā)分的賦存及其效應：重要揮發(fā)分(如氫和碳)在典型地幔礦物中的賦存、儲量及共存相間的分布;氫在典型深俯沖板片礦物中的賦存和儲量以及特殊含碳相的穩(wěn)定性及其在流體中的溶解行為;大地幔楔不同層圈重要揮發(fā)分的平衡與交換。

　　(四)大地幔楔殼幔巖漿-熱液體系金屬元素的分配及其成礦效應：地幔楔條件下關鍵成礦元素(如Mo、Au)在不同介質(zhì)間的分配系數(shù)及其地球化學行為;殼內(nèi)巖漿分異和流體出溶過程中關鍵成礦元素的地球化學行為;關鍵成礦元素穩(wěn)定的T-P-x范圍及其成礦的主控因素。

　　(五)大地幔楔深部結構與動力學過程：以典型大地幔楔為例，研究大地幔楔中熔/流體的三維空間分布;俯沖/滯留板片與地幔相互作用過程與機制;俯沖/滯留板片空間變異與新生代板內(nèi)火山作用之間的成因聯(lián)系;構建大地幔楔深部地球動力學模型。

　　三、申請要求

　　(一)申請書的附注說明選擇“大地幔楔的物質(zhì)屬性與深部過程”，申請代碼1選擇D02的下屬代碼。

　　(二)項目申請書研究內(nèi)容應覆蓋所有研究內(nèi)容。

　　(三)咨詢電話：010-62327165。

“地球系統(tǒng)演變中的礦物-微生物共演化”重大項目指南

　　自從地球上出現(xiàn)生命以來，礦物與微生物一直發(fā)生著交互作用，深刻影響了地球物質(zhì)循環(huán)、生命起源與進化、環(huán)境演變。礦物在生命的起源與進化過程中發(fā)揮了決定性作用，微生物也促進了礦物的形成與演化;眾多礦物、巖石、地層和礦床的成因均與生命活動有關。在我國面臨資源短缺和全球變化的今天，揭示地球系統(tǒng)演變中礦物-微生物共演化機制及其資源環(huán)境效應，具有重要的理論和現(xiàn)實意義。

　　一、科學目標

　　以物質(zhì)與能量基礎為切入點，揭示礦物-微生物共演化的機制，闡明礦物-微生物共演化驅(qū)動地球系統(tǒng)演變的規(guī)律以及資源環(huán)境效應。

　　二、研究內(nèi)容

　　(一)關鍵地質(zhì)歷史時期礦物-微生物共演化的地質(zhì)記錄：采用礦物學、地質(zhì)微生物學、地層學、地球化學等手段，圍繞關鍵地質(zhì)歷史時期(古太古代微生物巖的出現(xiàn)、大氧化事件、新元古代氧化事件等)，探尋反映礦物-微生物共演化能量與物質(zhì)條件的地質(zhì)記錄。

　　(二)礦物與微生物共演化的能量基礎：探討微生物利用鐵錳礦物價電子的分子機制，發(fā)現(xiàn)微生物利用半導體礦物光電子能量的新途徑，構建礦物-微生物交互作用的能量轉(zhuǎn)化模型。

　　(三)礦物結構與微生物功能共演化的物質(zhì)基礎：解析微生物代謝關鍵酶的金屬活性中心/輔基與礦物配位結構的成因聯(lián)系，探究微生物獲取礦物金屬離子的分子機制，揭示微生物金屬酶與礦物晶體化學的共演化過程。

　　(四)礦物-微生物共演化的資源環(huán)境效應：探討關鍵地質(zhì)歷史時期微生物促進鐵、錳、磷等礦化作用的資源效應，揭示微生物調(diào)控碳酸鹽和硅酸鹽礦物固碳作用的環(huán)境效應。

　　三、申請要求

　　(一)申請書的附注說明選擇“地球系統(tǒng)演變中的礦物-微生物共演化”，申請代碼1選擇D02的下屬代碼。

　　(二)項目申請書研究內(nèi)容應覆蓋所有研究內(nèi)容。

　　(三)咨詢電話：010-62327165。

“黑碳物質(zhì)的地球化學行為與效應”重大項目指南

　　黑碳物質(zhì)是現(xiàn)代環(huán)境總有機碳的重要組成部分，影響全球碳循環(huán)，并可能造成嚴重的環(huán)境與健康危害。目前，黑碳的地球化學行為和效應研究仍很薄弱，缺乏精確刻畫黑碳形成機制和跨介質(zhì)傳輸?shù)姆椒w系，黑碳的轉(zhuǎn)化過程和相應的氣候效應作用機制認識不清，無法構建黑碳生物地球化學循環(huán)模型和準確評估黑碳-污染物復合體的生態(tài)環(huán)境效應。開展黑碳的環(huán)境地球化學過程與效應機制研究，為服務氣候變化和環(huán)境健康等領域的國家重大需求提供基礎理論支撐。

　　一、科學目標

　　闡明黑碳物質(zhì)的生成機制，建立統(tǒng)一的跨圈層介質(zhì)中黑碳的量化表征方法，揭示不同圈層介質(zhì)中黑碳的地球化學行為、演化機制及其氣候和環(huán)境效應。

　　二、研究內(nèi)容

　　(一)黑碳物質(zhì)的生成機制：通過模擬實驗和理論計算等手段，構建不同燃燒母質(zhì)和燃燒條件下黑碳生成機制的理論框架，確定其中的關鍵制約因素。

　　(二)跨圈層介質(zhì)中黑碳的量化表征方法：建立地表系統(tǒng)不同圈層介質(zhì)中黑碳的一致性定量表征和示蹤方法，實現(xiàn)不同圈層和介質(zhì)中地球化學通量的估算。

　　(三)黑碳的跨圈層地球化學行為和演化機制：結合典型區(qū)域，揭示黑碳在大氣、水體、土壤等介質(zhì)中的駐留時間、降解速率和轉(zhuǎn)化機制，闡明黑碳與環(huán)境其他組分的交互作用和演化規(guī)律。

　　(四)黑碳的氣候與環(huán)境效應：建立黑碳的源解析技術方法，全面評估黑碳的輻射強迫效應。研究黑碳-污染物復合體在地表不同圈層中的遷移、轉(zhuǎn)化與降解過程，揭示黑碳同成因/原生攜帶污染物演化與環(huán)境歸趨。

　　三、申請要求

　　(一)申請書的附注說明選擇“黑碳物質(zhì)的地球化學行為與效應”，申請代碼1選擇D03的下屬代碼。

　　(二)項目申請書研究內(nèi)容應覆蓋所有研究內(nèi)容。

　　(三)咨詢電話：010-62327675。

“地球重大氧化事件及其資源效應”重大項目指南

　　地球宜居環(huán)境的形成過程是地球科學的核心問題之一，其中表生系統(tǒng)氧濃度的升高是宜居地球形成的關鍵。古元古代和新元古代兩次重大氧化事件與生物演化、巨量成礦和火山活動等有明顯的時間對應關系,形成了全球資源儲量最大的鐵、錳等沉積型礦床。闡明重大氧化事件的形成機制、演化規(guī)律及其與鐵、錳等成礦的內(nèi)在聯(lián)系，對理解地球?qū)尤ο嗷プ饔煤蛻?zhàn)略性礦產(chǎn)資源的形成機制具有重要意義。

　　一、科學目標

　　闡明地球兩次重大氧化事件的基本特征和演化規(guī)律，揭示大氣增氧事件的形成機制，構建地球系統(tǒng)多圈層相互作用的理論框架，探明大氧化事件與鐵、錳等元素巨量富集成礦的內(nèi)在聯(lián)系。

　　二、研究內(nèi)容

　　(一)重大氧化事件的表征：闡明太古宙-古元古代大氧化事件(GOE)與新元古代氧化事件(NOE)的基本特征與演化規(guī)律，重建地球氧化-還原狀態(tài)演化歷史。

　　(二)地球大氣增氧事件的機制：研究表層作用、生物活動以及深部過程在大氣增氧過程中的作用，揭示多圈層作用對大氣增氧事件的制約關系。

　　(三)大氧化事件的資源效應：研究大氧化事件過程中鐵、錳等元素的地球化學行為，揭示生物-環(huán)境協(xié)同演化對元素富集巨量成礦的控制作用，闡明大氧化事件的成礦規(guī)律。

　　三、申請要求

　　(一)申請書的附注說明選擇“地球重大氧化事件及其資源效應”，申請代碼1選擇D03的下屬代碼。

　　(二)項目申請書研究內(nèi)容應覆蓋至少2個主要研究內(nèi)容。

　　(三)咨詢電話：010-62327675。

“全球精細海洋重力場與海底地形建模理論及其應用”重大項目指南

　　海洋是人類可持續(xù)發(fā)展的重要空間，是經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略要地。海洋重力場和海底地形等信息不僅是發(fā)展海洋經(jīng)濟和維護海洋權益的基礎性數(shù)據(jù)，而且也是建設海洋強國的重要保障。衛(wèi)星測高、衛(wèi)星重力、衛(wèi)星導航定位等衛(wèi)星大地測量技術是獲取全球海洋觀測數(shù)據(jù)的主要手段。聯(lián)合多源衛(wèi)星大地測量和海洋觀測數(shù)據(jù)獲取全球海洋重力場和海底地形等信息及其變化需要突破精細建模、變化特征及其機制研究的諸多關鍵理論與技術難題，探索它們的相互聯(lián)系、空間分布和變化規(guī)律，以提升建模的精度和分辨率，為大地測量學、海洋學、全球氣候變化、海底板塊構造等研究提供重要基礎保障。

　　一、科學目標

　　聯(lián)合多源衛(wèi)星大地測量和海洋觀測數(shù)據(jù)，研究全球海面高、海洋重力場、海底地形信息及其變化的精細建模理論與方法，突破新體制、多系統(tǒng)衛(wèi)星任務和航空、船測數(shù)據(jù)融合處理的理論、方法及關鍵技術，解釋海洋重力場、重力梯度場和海底地形的變化特征，分析陸海質(zhì)量遷移過程和洋殼均衡機制及地球圈層物質(zhì)交換。

　　二、研究內(nèi)容

　　(一)全球精細海面高確定理論與方法：研究新體制衛(wèi)星高度計波形處理理論以及新型測高觀測數(shù)據(jù)精細處理與融合方法，突破復雜區(qū)域海面高精細獲取關鍵技術難題，創(chuàng)新全球精細海面高及其變化模型構建方法，為海洋重力場、重力梯度場精細反演提供基礎數(shù)據(jù)。

　　(二)全球海洋重力場精細建模理論與方法：研究多源衛(wèi)星重力確定高精度中長波重力場信號和海面高數(shù)據(jù)恢復高精度甚短波重力場信號的理論與方法;開展測高數(shù)據(jù)反演海洋重力梯度場的理論及其地球物理導航與探測應用研究;突破衛(wèi)星、航空、船測等多源、多邊界重力數(shù)據(jù)精密處理及融合關鍵技術，發(fā)展測高衛(wèi)星軌道和海洋重力場整體估計新方法。

　　(三)全球精細海底地形建模理論與方法：研究不同地形復雜度下海洋重力場和海底地形的匹配理論與方法，突破實測水深與海洋重力聯(lián)合反演精細海底地形的關鍵技術，融合多源水深數(shù)據(jù)對反演得到的重力異常、海底地形進行精度評估與質(zhì)量檢核。

　　(四)全球海洋重力場與海底地形的應用研究：利用海洋重力、海底地形等研究海洋和陸地水質(zhì)量遷移、極地冰蓋、海盆變遷等對海洋重力場變化的影響及過程，分析不同海底構造單元的均衡機制及對地球圈層物質(zhì)交換的影響;探索海底板塊構造分布特征與各向異性成因關系。

　　三、申請要求

　　(一)申請書的附注說明選擇“全球精細海洋重力場與海底地形建模理論及其應用”，申請代碼1選擇D04的下屬代碼。

　　(二)項目申請書研究內(nèi)容應覆蓋所有研究內(nèi)容。

　　(三)咨詢電話：010-62327619。

“行星電離層-磁層物質(zhì)能量交換過程與機理”重大項目指南

　　行星電離層-磁層是行星空間環(huán)境的重要組成部分，是人類航天活動和空間開發(fā)利用的主要區(qū)域，是行星物質(zhì)逃逸的關鍵通道，也是認識行星演化的一個重要窗口。我國“十四五”規(guī)劃中將空間探測和深空探測作為重要戰(zhàn)略方向，并且已經(jīng)成功實施了“子午工程”及“嫦娥工程”“天問一號”等探測工程，這為深入研究行星電離層-磁層間物質(zhì)能量交換的過程與機理、理解物質(zhì)逃逸的主要過程和控制因素提供了契機。充分利用最新觀測數(shù)據(jù)，通過對比研究地球與其它行星電離層-磁層間物質(zhì)交換過程，深入理解不同行星空間環(huán)境中物質(zhì)循環(huán)及輻射環(huán)境的差異及其產(chǎn)生機理，將提升應對航天器安全與通訊保障領域的挑戰(zhàn)的能力，拓展對行星宜居性的認識。

　　一、科學目標

　　從比較行星學的角度，研究地球及其它行星電離層-磁層間的物質(zhì)能量交換過程，深入理解其中多尺度的動力學過程及驅(qū)動機理;探究行星空間粒子逃逸的路徑、控制因素及影響，深刻認識磁場在行星空間粒子損失中的作用。

　　二、研究內(nèi)容

　　(一)地球磁層向電離層的物質(zhì)與能量傳輸動力學過程：研究磁層粒子的加速和傳輸機理;探討高緯電離層對磁層不同尺度動力學過程的響應;探討電離層滲透電場的產(chǎn)生及其驅(qū)動全球電離層的動力學過程。

　　(二)電離層向磁層的物質(zhì)輸運及效應：認識行星系統(tǒng)內(nèi)部離子源對其動力學過程的影響;研究離子上行與外流的加速機制及對磁層物理過程的影響;評估地球磁場長期變化對電離層-磁層系統(tǒng)以及其中的對物質(zhì)能量交換過程的影響。

　　(三)地球與其它行星的空間環(huán)境演化規(guī)律：對比研究不同行星空間中粒子的來源、分布、輸運、逃逸等基本特征，厘定這些特征的主要控制因素;探究內(nèi)稟磁場、感應磁層和局部地殼場等不同類型的行星磁場如何控制不同緯度磁層-電離層物質(zhì)的交換過程;探查粒子逃逸的新機制和新通道，比較逃逸率的異同，并評估其對行星大氣長期演化的影響。

　　三、申請要求

　　(一)申請書的附注說明選擇“行星電離層-磁層物質(zhì)能量交換過程與機理”，申請代碼1選擇D04的下屬代碼。

　　(二)項目申請書研究內(nèi)容應覆蓋所有研究內(nèi)容。

　　(三)咨詢電話：010-62327619。

“大氣致災渦旋生成演變和影響的機理與預測”重大項目指南

　　大氣致災渦旋是地球大氣中經(jīng)常發(fā)生的一類強烈的旋轉(zhuǎn)運動現(xiàn)象，不僅直接導致多種氣象災害，還時常誘發(fā)海洋、水文、地質(zhì)等衍生災害，備受科學界和社會的關注。開展大氣致災渦旋生成演變和影響的基礎研究，既能推動天氣氣候及其相關領域?qū)W科發(fā)展，也能促進大氣觀測和模擬技術的進步;加強致災渦旋及其災害鏈的預測研究，不僅有利于提高人類應對自然災害的韌性，還關乎國家總體安全和社會經(jīng)濟的發(fā)展。

　　目前國內(nèi)外針對大氣致災渦旋的科學認知水平不高，探測與預測的技術支撐有限，不能很好地滿足國家和社會發(fā)展的重大需求。本項目著力于從單一時空尺度向多重時空尺度拓展，從對流層向全大氣層延伸，從天氣學向地球系統(tǒng)科學融通，既要深入研究大氣渦旋的數(shù)理本質(zhì)，又要發(fā)展觀測與模擬的高科技手段，還要基于地球系統(tǒng)科學的視角在災害鏈中探究多圈層互饋的作用。通過交叉研究和綜合研究突破理論認知和致災預報的瓶頸，提升我國科學家在該領域的整體研究水平和國際影響力。

　　一、科學目標

　　從多尺度相互作用視角揭示大氣致災渦旋生成演變和影響的機理，發(fā)展相關領域的基礎理論、探測監(jiān)測和預報預警技術，促進天氣氣候?qū)W與其他相關學科的交叉融通，推動學科研究新范式的建立，進一步提升中國在氣象防災減災和可持續(xù)發(fā)展領域的核心競爭力。

　　二、研究內(nèi)容

　　(一)大氣致災渦旋的多尺度機理研究：圍繞大氣致災渦旋的生消機理，針對大氣致災渦旋的頻發(fā)區(qū)/敏感區(qū)，發(fā)展大氣探測與監(jiān)測新技術和新方法;開展大氣致災渦旋的生成、路徑、強度、頻次等時空分布特征及其機理研究，聚焦非線性和多尺度等關鍵數(shù)學與物理難題，從多尺度相互作用視角深入揭示大氣致災渦旋的生成、發(fā)展、傳播、消亡及其影響的機理，發(fā)展多尺度可預報性理論。

　　(二)大氣致災渦旋及其衍生災害的數(shù)值預報方法與技術：發(fā)展針對致災渦旋的先兆識別與監(jiān)測技術，開展目標觀測;基于先進的數(shù)據(jù)分析及同化方法，建立高質(zhì)量數(shù)據(jù)集;發(fā)展天氣、次季節(jié)-季節(jié)尺度致災渦旋數(shù)值模擬方法和預報技術，研發(fā)具有我國自主知識產(chǎn)權的致災渦旋及其衍生災害預報預警核心技術和系統(tǒng)，提高我國應對自然災害風險的能力。

　　三、申請要求

　　(一)申請書的附注說明選擇“大氣致災渦旋生成演變和影響的機理與預測”，申請代碼1選擇D05的下屬代碼。

　　(二)項目申請書研究內(nèi)容應聚焦一種大氣致災渦旋、至少應完整覆蓋1個主要研究內(nèi)容，鼓勵開展探測、機理和模擬預報預測綜合性研究。

　　(三)咨詢電話：010-62328511。

“海洋系統(tǒng)洋際/層際協(xié)同作用”重大項目指南

　　跨大洋是海洋系統(tǒng)的基本屬性，洋際協(xié)同過程是多圈層相互作用的關鍵環(huán)節(jié)。本領域面向地球系統(tǒng)科學前沿，聚焦跨洋盆、跨圈層關鍵物質(zhì)能量交換過程，發(fā)展海洋系統(tǒng)洋際/層際協(xié)同作用理論，加快形成我國跨大洋、跨圈層海洋系統(tǒng)研究特色和優(yōu)勢，增強國際學術話語權。

　　一、科學目標

　　跨洋盆、跨圈層相互作用研究是發(fā)展海洋系統(tǒng)科學理論的重要前沿和支撐。本資助領域的目標是，聚焦洋際/層際協(xié)同作用中的關鍵物質(zhì)能量交換過程，揭示洋際相互作用及其對區(qū)域海洋災害與可預報性的影響機理，闡明海平面上升的跨圈層協(xié)同作用過程并量化其貢獻，發(fā)展海洋系統(tǒng)洋際/層際協(xié)同作用理論，為氣候安全與防災減災提供科技支撐。

　　二、研究內(nèi)容

　　(一)洋際相互作用及其對海洋災害的影響機理：揭示洋際相互作用的物理過程和機制，闡釋洋際相互作用對區(qū)域海洋災害的影響機理，探索區(qū)域海洋災害的可預報性，建立海洋災害的預報模式，評估我國鄰近海域海洋災害的未來變化。

　　(二)海平面上升的跨圈層物質(zhì)能量歸因及其預估：聚焦全球與區(qū)域海平面的跨圈層物質(zhì)能量傳輸與變化過程，揭示海平面上升的新貢獻源，分析海平面上升的不確定性，預估區(qū)域海平面變化并評估對我國沿海地區(qū)的影響。

　　三、申請要求

　　(一)申請書的附注說明選擇“海洋系統(tǒng)洋際/層際協(xié)同作用”，申請代碼1選擇D06的下屬代碼。

　　(二)項目申請書研究內(nèi)容應只針對某1個主要研究內(nèi)容。

　　(三)咨詢電話：010-62326909。

“水環(huán)境中人工納米污染物生物地球化學過程與風險評估”重大項目指南

　　人工合成納米材料因其具有獨特的物理、化學和生物學性質(zhì)，越來越多地應用在軍事、化工、醫(yī)藥、環(huán)境、日用品等各個方面。這些納米材料在生產(chǎn)、使用、廢棄過程中不可避免地會進入環(huán)境形成新污染物，對生態(tài)系統(tǒng)功能和人體健康帶來潛在風險。然而，環(huán)境系統(tǒng)的復雜性決定了人工納米污染物的諸多環(huán)境過程和作用機制仍不清楚，亟需通過多學科交叉，系統(tǒng)而持續(xù)性地展開深入研究。水環(huán)境作為納米污染物地球化學行為最活躍的區(qū)域，也是其最重要的“匯”之一，一直是本領域研究的焦點。但是，由于水環(huán)境基質(zhì)復雜，對人工納米污染物在水環(huán)境中的真實環(huán)境行為與生物生態(tài)效應和人體健康風險的認識仍存在很大偏差與空白。關于人工納米污染物在水環(huán)境中生物地球化學過程與生態(tài)風險、健康效應中的基礎科學問題已成為理解其環(huán)境歸趨和客觀評估其生態(tài)風險的重要瓶頸，亟需解決。

　　一、科學目標

　　發(fā)展和建立水環(huán)境介質(zhì)中人工納米污染物的分析檢測方法，明確人工納米污染物在典型水環(huán)境中的賦存水平，揭示水環(huán)境條件下人工納米污染物的關鍵生物地球化學過程，探明人工納米污染物與共存污染物的聯(lián)合生態(tài)和健康效應，提出水環(huán)境中人工納米污染物的風險評估及管控對策。

　　二、研究內(nèi)容

　　(一)水環(huán)境介質(zhì)中人工納米污染物的識別、賦存及溯源：發(fā)展納米污染物提取、富集和凈化新技術以及復雜污染物體系分離與定性定量新技術，揭示典型水環(huán)境介質(zhì)中污染物賦存水平，建立納米污染物分布和濃度預測模型。

　　(二)水環(huán)境介質(zhì)中人工納米污染物的關鍵地球化學過程：聚焦納米污染物遷移和運輸?shù)汝P鍵地球化學過程，探明環(huán)境因素對納米污染物轉(zhuǎn)化的貢獻及聯(lián)合作用，揭示納米污染物的生態(tài)及健康效應機制。

　　(三)水環(huán)境介質(zhì)中人工納米污染物與共存污染物的復合生態(tài)和健康效應：研究納米污染物與共存污染物的相互作用及行為，揭示污染物復合體的水環(huán)境歸趨機制，探明復合污染物對水生生物的聯(lián)合暴露效應以及對人體的健康效應。

　　(四)水環(huán)境介質(zhì)中人工納米污染物的風險評估及管控策略：建立納米污染物的篩選識別、毒性測試、風險評估理論和方法學，明確典型納米污染物水環(huán)境特征的危害閾值，構建我國人工納米污染物風險評估體系并完善納米材料的管控策略。

　　三、申請要求

　　(一)申請書的附注說明選擇“水環(huán)境中人工納米污染物生物地球化學過程與風險評估”，申請代碼1選擇D07的下屬代碼。

　　(二)重大項目申請書應覆蓋全部主要研究內(nèi)容，課題申請書可根據(jù)擬解決的科學問題，選擇主要研究方向。

　　(三)咨詢電話：010-62327539。

“地表異常遙感探測與即時診斷方法”重大項目指南

　　隨著我國進入高質(zhì)量發(fā)展新階段，各類自然和人為因素引起的地表異常及其時空演化(如自然災害、環(huán)境污染、生態(tài)破壞、安全事故、違規(guī)開發(fā)等)的早期發(fā)現(xiàn)、即時診斷和精準追蹤已成為保障我國新時代社會經(jīng)濟健康發(fā)展與國家安全的重大戰(zhàn)略需求。衛(wèi)星遙感是地表異常探測的最有效的手段，但受制于地表異常及其時空變化遙感機理不清、弱異常信號的超大動態(tài)范圍探測能力不足、對地觀測任務鏈條和響應過程長、智能化水平低等瓶頸，其對大量地表異常往往難以即時發(fā)現(xiàn)和準確診斷，遠不能滿足搶險救災、污染管控、監(jiān)察執(zhí)法、事故處置等以分鐘級響應為特征的即時遙感服務需要。為此，有必要開展以實時化與自適應為特征的地表異常遙感探測與即時診斷方法研究，從理論上突破對地觀測效能長期滯后于監(jiān)測預警實際需要的瓶頸，為面向即時遙感服務的新一代國家空間基礎設施建設提供科學支撐。

　　一、科學目標

　　研究地表異常時空變化遙感響應，發(fā)展復雜場景下超大動態(tài)范圍地表異常自適應遙感探測方法，構建基于星間互聯(lián)與星地互饋機制的地表異常即時提取與診斷方法體系。

　　二、研究內(nèi)容

　　(一)地表異常遙感特征知識體系：研究地表異常的輻射、光譜、幾何、紋理等遙感響應特征，建立地表異常及其時空演化語義表征模型，形成地表異常遙感響應特征知識體系。

　　(二)地表異常超大動態(tài)范圍自適應遙感探測：研究基于像素級超大動態(tài)范圍非線性響應模型的地表異常即時探測方法，建立地表異常事件驅(qū)動的探測任務與星群資源自適應匹配映射機制，構建“通導遙”一體化的遙感即時探測星群模式。

　　(三)地表異常遙感即時診斷與預警：研究復雜場景下地表異常遙感特征變化時空耦合的即時處理、診斷與語義生成方法;構建地表異常云端語義信息融合的衛(wèi)星影像-監(jiān)測信息-預警知識實時轉(zhuǎn)化機制。

　　三、申請要求

　　(一)申請書的附注說明選擇“地表異常遙感探測與即時診斷方法”，申請代碼1選擇D01的下屬代碼。

　　(二)項目申請書研究內(nèi)容應涵蓋主要研究內(nèi)容。

　　(三)咨詢電話：010-62327157。

國家自然科學基金委員會辦公室

2021年8月4日印發(fā)