地球系统科学是基于传统地学学科（地理学、大气科学、海洋学等）、生物科学（生态学）、经济学和计算机科学与技术等多学科交叉发展起来的，以准确预测全球生态和环境变化及其对人类社会发展带来影响的新兴研究领域，是当今世界重要的科学研究领域和热点方向。地球系统科学以全球性、统一性的整体观、系统观和多尺度时空尺度，来研究地球系统的整体行为，使得人类能更好地认识自身赖以生存的环境及其未来发展。

地球系统科学辅修专业培养方案

一、培养目标

培养具备地球系统科学理论基础、掌握全球变化领域核心研究方法、了解国际学科发展前沿、具备独立思考与自学能力的研究人才；培养拥有领导世界应对气候变化挑战必备的基础知识、综合素质和全球视野的管理人才。

二、学生主修专业限制、接纳人数及辅修申请

(1) 面向校内全日制在校本科生；

(2) 主修专业学习成绩优良；

(3) 没有选修其他辅修专业；

(4) 对地球系统科学有浓厚学习兴趣。

每年可接纳辅修修读人数：30。

三、学习时间和证书

辅修该专业的学生根据培养方案自主修读课程，满足培养方案培养要求的学生在主修专业毕业前向地球系统科学系党政办公室提交辅修学位申请。

招生咨询：

电话：010-6299627

邮箱：chenyawei@tsinghua.edu.cn

四、课程设置及学分要求

本科辅修学位专业培养方案查看路径：

info-【教务公告】右侧“教学门户”－办事流程－学生相关－辅修学位－本科辅修专业培养方案

注：课程替代，经书面申请并经地球系统科学系教学委员会同意，学生可选择其他相同或相近的主修课程替代相应的辅修课程。

地球系统科学辅修培养方案正在更新中，可联系教务老师具体了解。

地球系统科学（辅）学位春季招生一次，学生线上申请。地学系将在学校规定的时间进行材料审查，认定辅修身份。

办理手续时间及流程如下表所示：

1、3月6日8:00～3月11日24：00学生在网上申请报名。

2、3月12日～3月17日地学系组织材料审核，确定辅修身份。

3、3月19日学生查看院系录取结果。

⟡相关课程介绍：

1）全球气候变化（课程号：10460032）

全球气候变化深刻影响着人类的生存与发展，构成当今国际社会共同面临的重大挑战。国际科学界不断深化对气候变化及其与人类活动相互作用的认识，为应对气候变化提供科学基础和决策依据。

课程内容：全球气候变化的事实、成因及预估，适应和减缓气候变化以及碳达峰碳中和战略行动的主要政策措施和技术选择，气候变化国际谈判与国际气候制度，具有气候恢复力的发展路径与环境保护、实现可持续发展、建设生态文明等之间的协同关系，以及气候变化经济学和气候伦理等内容。本课程采用线下多媒体教学、专题讨论（Panel Discussion）和线上慕课（MOOC）自学的教学方式，促进学生对相关问题的思考和批判性思维的拓展。本课程还组织联合国气候变化谈判模拟、碳交易模拟、主题辩论赛和气象局实地参观等活动，以提高教学效果。

2）气象万千--大气科学基础（课程号：10460013）

天气气候直接影响人类的生产生活，与我们的生活息息相关。大气科学以传统的基础学科如物理、数学、化学等为基础，结合地球独有的大气开展各种天气气候现象和过程的研究。

课程内容：介绍与大气科学相关的各方面基础知识及其历史发展情况，包括与日常生活密切相关的有关大气科学的基础知识。具体包括地球大气的特征，大气污染，云和降水物理，各种天气现象如雷暴、龙卷、中纬度气旋、台风，以及气候变化等。通过对基础知识和基本原理的介绍，帮助学生理解和学习分析地球大气系统的基本方法，针对大气中的各种观测事实和天气气候现象，欣赏大自然的神奇，揭示其背后的物理机理及变化机制，并结合近年来的热点研究问题如全球变暖、气候变化等展开教学。旨在通过小班研讨和各种实验实践激发和引导学生的好奇心和独立思考能力，提高学生对自然科学的兴趣，促进学生逻辑思维和批判性思维能力的提高。

3）可持续性科学 （全英文课程）（课程号：10460043）

可持续性科学是一门多学科交叉的、以应对可持续发展中出现的挑战为目标的新兴学科。可持续科学致力于促进人类发展的同时保护整个地球系统，关注于人类自身和外界的和谐发展。全英文课程《可持续科学》着眼于应对人类未来发展最急迫的问题。

课程内容：将从地球演化、生命起源、物种进化延伸到当前应对气候变化、致命的细菌和病毒等人类发展的重要挑战，以及人工智能和数据科学等前沿技术的应用。如何在火星上建立生态系统？恐龙为什么灭绝？地外生命存在的可能形态是什么？气候变暖如何应对？为什么贸易造成了发达国家对发展中国家的环境剥削？我们怎么设计一种碳货币体系？想要知道答案就快来选学这门课程吧。

4） 全球生物多样性保护 （全英文课程）（课程号：00460182）

生物多样性是地球系统的重要组成部分，是人类社会可持续发展的基础，生物多样性的保护和气候变化应对一样，是当前全球治理的重要内容。全球生物多样性保护关注全球生物多样性保护的基础问题。

课程内容：全球生物多样性保护的科学基础和实践方法。课程将重点介绍生物多样性的理论基础、全球生物多样性的现状、经济、政治和社会影响因素，全球生物多样性保护行动框架，主要利益相关者，主要保护措施和成效，以及面临的挑战。本课程采用专题讨论、参观访问、特邀嘉宾讲座和课程实践项目等多种教学方式，培养学生知识的综合应用能力和批判性思维。

图 赴联合国粮农组织驻华代表处参观

5）气候变化与全球发展（课程号：10460053）

课程内容：气候变化正对全球的生态环境和社会经济产生广泛和深远的影响，认识和理解气候变化与全球发展已成为应对非传统安全挑战的必修课。气候变化到底是不是真的？人类活动真的是造成气候变化的主因吗？如何量化人类活动的碳排放和气候变化的自然和社会经济影响？财政和金融手段可以如何帮助人类应对气候变化？国际和国内又有哪些应对气候变化的手段？本课程将结合授课与研讨，带领同学们深入理解气候变化和全球发展之间的复杂关联。

课程分为气候变化科学、气候变化的影响和适应、减缓气候变化、气候变化的应对和国际合作等四大模块

评价维度：课堂出勤，翻转课堂表现，个人作业。

6）全球变化生态学（课程号：00460142）

全球变化已经导致生态系统发生深刻改变，并直接影响人类的生存环境和可持续发展。全球变化生态学是在全球尺度上，研究全球变化的生态过程、生态关系、生态机制、生态后果及生态对策的科学，旨在从生态学角度理解全球变化和人类活动对全球生态系统的影响以及生态系统变化对气候变化的反馈。

课程内容：本课程首先讲述全球变化生态学的基本概念和背景，例如地球表层系统的概况和全球变化的因素，使学生对全球变化背景下的前沿生态和环境问题有深入的理解和认识；然后讲授陆地生态系统的能量平衡、水循环、碳循环和氮磷等养分循环，结合生态系统模型的上机实践，使学生掌握基础知识以及相关研究的数据、方法和工具；在知识讲解的同时，结合领域内经典和前沿论文，介绍前沿研究思路、重要研究成果和最新进展。课程以教学和实践训练等形式，使来自不同专业背景的本科生熟悉当前生态学和全球变化的发展趋势和学科前沿，旨在启蒙、澄清概念，促进逻辑思维和批判性思维能力的提升。

7）海洋学概论（课程号：00460133）

课程内容：海洋是地球上覆盖面积最广阔的水体，是孕育生命的摇篮，是气候系统的“调节器”。海洋学从19世纪70年代起，从传统的自然地理学领域分化出来，形成了一门以物理海洋学、海洋化学、海洋地质学、海洋生物学四大分支学科为主，各分支学科之间彼此交叉渗透的学科。本课程以海洋与气候变化为主线，在对海洋各门学科基本知识介绍的基础上，引导学生对真实的海洋现象进行概念、过程和理论的探讨，并联系当今全球气候变暖，帮助学生学习如何基于基本理论探寻真实世界复杂的海洋与气候现象。课程内容覆盖海洋的起源与历史、海水的性质、海气相互作用、海水的运动、风生环流与热盐环流、全球变暖下海洋的响应、海洋对全球变暖的影响及其相互作用、海洋生态系统和适应性、碳循环、地球系统模式等。课程拟培养学生掌握一定的海洋科学基础知识和运行机制，提高学生的独立思维能力和科学分析能力，了解国内外海洋科学发展动态，认识海洋科学发展面临的问题和挑战。

8）碳中和：气候与环境协同治理（课程号：00460163）

当前我国生态文明建设同时面临实现生态环境根本好转和碳达峰碳中和两大战略任务，生态环境多目标治理要求进一步凸显，协同推进减污降碳已成为我国新发展阶段经济社会发展全面绿色转型的必然选择。

课程内容：结合我国和其他国家的地方与国家实践，系统地介绍碳中和愿景下协同治理的基本知识，气候与环境协同治理机理、目标和措施的高度一致性，协同治理的技术选择与进展，评估工具与模型方法，协同治理路径及其综合成本效益，识别碳中和协同治理事业实现的机遇与挑战等。旨在帮助同学们对碳中和概念有全新的认识，培养同学们参与环境保护与碳中和事业的理念，以自然科学与社会科学深度融合交叉为基础，鼓励学生开展跨学科交流与合作，激发学生从课堂讲授、小组讨论、案例分析和展示汇报等多模态教学模式中寻找自己的兴趣点和价值定位。

9）遥感与地理（课程号：00460122）

地理学，自古便是人类探索世界、理解自然与社会的重要学科。自古以来，无数先贤智者，从《山海经》的神话传说到《水经注》的河流记载，从《马可·波罗游记》的异域风情到《徐霞客游记》的山川地貌，无一不在用他们的足迹和笔触，勾勒出一幅幅生动的地理画卷。而今，随着科技的进步，遥感技术如同一双慧眼，让我们得以跨越时空的界限，观察地球的每一个角落，解读大自然的奥秘。在《遥感与地理》这门课程中，我们将踏上一段跨越祖国大好河山的学术之旅。我们将从地理学的基本概念出发，探索地球表层的自然现象和人类活动，理解地理环境的复杂性和动态变化。我们将通过理论学习与实践操作相结合的方式，培养同学们的地理信息科学素养，提高解决实际问题的能力。

课程内容：该课程从遥感观测的角度介绍中国地理，培养同学们的遥感地理分析能力，让同学们利用遥感观察祖国大地，深刻感受我国生态文明建设的巨大成就，增强同学们对祖国大好河山的热爱，塑造生态文明理念。本课程共有32课时，内容分为四个模块：

（1）遥感基础知识和基本技能

（2）地理基础知识和野外技能

（3）遥感和GIS下的中国地理

（4）研究性学习和翻转课堂

10）面向科学计算的Fortran程序设计（课程号：00460112）

Fortran于1954年被提出，是世界上第一个被正式推广使用的高级编程语言，历久不衰，在地学、物理、化学、航空航天等学科的数值计算中始终是主要编程语言。科学计算涉及到越来越庞大的计算量；尽管现代高性能计算机的并行体系架构为显著加速科学计算提供了硬件平台，但需要研发高效的并行程序。因此，科学计算领域专家需要掌握Fortran并行程序的设计。在科技自立自强作为国家发展战略支撑的背景下，学习Fortran及其并行程序设计对自主研发或改进科学计算软件具有重要意义。

课程内容：讲授Fortran程序设计、并行程序设计、编译器使用和程序错误调试等方面的知识与技能，讲解处理器架构与Linux操作系统等计算机相关背景，并介绍科学计算中的数值算法和Fortran软件。教学过程将融合丰富的现场演示和互动，并深入分析Fortran与C/C++等语言的不同之处和优势对比，以提高学习效果。

11）辐射与气候：光子之旅（全英文课程）（课程号：00460192）

气候变化正在重塑我们生存的世界。要成功适应这些变革，就必须理解能量如何在地球气候系统中流动、气候变化与适应策略如何扰动这些能量流、以及其中可能蕴含的风险。上述问题的核心在于如何理解从太阳辐射转化为重返太空的热辐射这一能量转换过程。正是该转换过程中的各个环节塑造了地球当前的气候，并决定了气候系统对化石燃料排放、火山爆发及其他干扰的敏感性。本课程通过追踪光子的完整生命周期——从诞生（太阳发射）、存续（传输与散射）、消亡（吸收）到重生（辐射回太空），以及它们留下的“遗产”（加热、环流与气候）——系统阐述我们对大气能量流动的认识。课程从回顾地球系统组成与能量平衡的科学发现史开始，逐步深入辐射传输和全球能量循环的核心概念，最后探讨这些概念如何影响我们归因气候变化原因、预测未来变化的能力。课程教学侧重概念理解，关键主题的数学推导将安排在线选学模块中。通过模型模拟、思想实验和观测数据，学生将探索过去150年间温室气体与气溶胶排放如何改变大气能量流动，进而影响自己家乡的气候，并深入理解其背后的机理。

关于清华大学地球系统科学系

清华大学拥有辉煌悠久的地学学科历史。早在1928年11月就正式成立地理学系，后更名为地学系，下设地理、地质、气象三个组。1946年抗战胜利后，清华大学在北平复学，地学系恢复；1947年，原有的地学系气象组独立成气象学系；1950年，地学系地质组单独分出，成立地质系；1952年院系调整，清华大学地学系、气象学系调出并入北京大学；地质系则与北京大学、北洋大学和唐山铁道学院的地质系（组）及西北大学地质系的一部分合并成立北京地质学院。

到1952年为止，清华大学地学、地质、气象学系共培养毕业生200多人，其中许多人成为著名学者。

作为建设世界一流大学的一项重要举措，清华大学决定复建地学学科，并于2009年3月成立了地球系统科学研究中心（简称“地学中心”）和全球变化研究院，围绕全球变化问题组织多学科交叉研究，并以此推动清华大学地球系统科学建设与发展。2016年11月30日，鉴于地学学科已达到相应办学规模，清华大学决定在地学中心的基础上成立国内高校首个地球系统科学系（以下简称“地学系”）。

十余年来，清华大学地学学科在大气、陆地和海洋等地球系统科学领域以及与之相关的物理、化学、生物学和社会经济学等领域探索新知，聚焦全球变化问题和地球系统科学前沿，组织开展地球系统观测、地球系统过程、地球系统模式、地球系统管理等四个领域的人才培养和科学研究。地学系名师荟萃，现有教研系列教师29人（教授17人、副教授10人、助理教授2人），其中多位教师担任书院导师。地学系师生综合利用学校的多学科综合优势，不断取得丰硕的开创性研究成果，获得了包括世界高性能计算应用领域最高奖“戈登·贝尔奖”在内的多项奖励，在Science、Nature、Lancet等国际知名刊物上发表多篇重要科研论文，国际影响力不断提升，为推动地球系统科学发展，为维护地球生态环境安全与人类可持续发展做出贡献。