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本书是北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室人-地系统动力学模拟团队开发和研究的科研成果。以人-地耦合系统模型的构建为主线，全面介绍了相关研究，探索了气候变化对经济系统影响的机理、途径及其评估方法，新构建了经济-气候模型；探求了人-地系统动力学模型双向耦合的方法，解析了人-地系统动力学模型双向耦合的时空匹配原理；在耦合地球系统模式ESM的基础上，尝试加入描述社会经济发展和气候变化影响的模块，初步实现了ESM与经济模型DICE模型的双向耦合，成功发展为综合的人-地系统动力学模型——人-地系统耦合模式（HESM 1.0）；利用该耦合模式分析地球系统内部变化的机理以及经济发展等对环境的敏感性，从而预测未来的可能变化趋势；追溯历史对不同国家集团的气候变化的历史责任进行归因分析。本书成果将为下一步两类模式耦合模拟运行以及影响评估开拓新的路径。

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  理论篇
  第1章绪论3
  第2章气候变化及其人类响应10
  2.1温室气体与气候变化10
  2.2人类活动与温室气体15
  2.3气候变化的主要国际公约18
  2.4气候变化的综合评估模型24
  第3章气候变化对经济系统影响的过程机理及其评估方法32
  3.1气候-经济关系32
  3.2气候变化对经济系统的影响37
  3.3气候变化对经济系统影响的定量评估方法42
  3.4经济系统对气候变化的响应46
  3.5探索新的经济-气候模型评估气候变化的影响49
  3.6总结65
  第4章气候系统模式动力框架67
  4.1原始方程67
  4.2动力框架73
  4.3气候系统主要子模块75
  4.4初始场和边界场79
  建模篇
  第5章引入耦合气候系统模式95
  5.1耦合气候系统模式概述95
  5.2耦合气候系统模式的应用与不足100
  5.3耦合气候系统模式的未来发展102
  第6章综合评估模型的引入104
  6.1综合评估模型104
  6.2综合评估模型的集成和构建方法107
  6.3气候变化经济影响的展开研究110
  6.4综合评估模型的应用意义与局限性118
  第7章人-地系统动力学模式双向耦合的探索121
  7.1构建人-地系统动力学模式的必要性121
  7.2地球系统模式和综合评估模型双向耦合的难点124
  7.3地球系统模式和综合评估模型双向耦合方法探索126
  7.4地球系统模式和综合评估模型双向耦合的不确定性127
  第8章人-地系统动力学模式双向耦合时空匹配的方法与路径129
  8.1人-地系统模型耦合中的变量时空匹配方法129
  8.2数据源的选取136
  8.3变量匹配方法的提出与构建139
  8.4变量匹配方法的应用143
  8.5变量匹配方法数据源的扩展145
  8.6双向耦合时空匹配方法与路径的特色与创新156
  第9章HESM1.0模式的构建与程序实现158
  9.1BNU-ESM简介158
  9.2DICE模型简介159
  9.3DICE模型的可行性与简化162
  9.4耦合方法165
  第10章HESM1.0对历史气候变化的模拟能力评估174
  10.1数据介绍174
  10.2试验方案设计174
  10.3结果分析175
  第11章政策指数对碳排放的敏感性分析和非减排情景下的未来气候变化预估183
  11.1研究方法和数据183
  11.2减排率模型184
  11.3试验方案设计189
  11.4主要结果189
  11.5非减排情景下的未来气候变化预估192
  应用篇
  第12章模型中的损失函数应用199
  12.1IAM损失函数的介绍199
  12.2IAM损失函数构建的发展201
  12.3IAM损失函数的不足205
  12.4损失函数引入模型展望207
  第13章不同国家集团的气候变化历史责任归因208
  13.1基于工业碳排放的气候变化历史责任归因208
  13.2基于多种温室气体的气候变化历史责任归因214
  13.3碳排放转移对气候变化历史责任归因的影响216
  13.4基于气溶胶排放的气候变化历史责任归因220
  第14章人-地系统动力学模型研究进展与展望224
  14.1人-地系统模型研究进展225
  14.2存在问题230
  14.3未来展望232
  参考文献236
  后记258