地球正面临气候变化、生态退化与资源枯竭等相互关联的全球性挑战。精准理解并可靠预测复杂的地球系统，已成为应对系统性挑战、促进可持续发展的重要支撑。在此背景下，2025年10月13日至14日，以“地球系统过程的数理建模”为主题的中国科学院学部科学与技术前沿论坛在广东珠海召开。论坛旨在深入探讨地球各圈层非线性耦合作用的数理建模核心挑战、发展趋势与创新路径，凝练应对全球挑战的科学共识与决策建议。

论坛由中国科学院院士成秋明、沈树忠、郑志明和中国工程院院士王坚共同担任执行主席。论坛汇聚了从事地球科学、数学、计算机与人工智能等领域的多位中国科学院院士、外籍专家、中青年学者等共计400余人，通过主旨报告与圆桌研讨，推动了跨领域的学术碰撞与深度交流。

论坛围绕地球系统建模的前沿与挑战，邀请了10位院士专家作专题报告。Alik Ismail-Zadeh教授阐述了计算地球动力学在灾害与资源定量预测中的“建模-模拟-数据同化”体系；黄建平院士提出了“动力模式+人工智能（AI）”深度融合的预测新范式（DAI模型）；戴永久院士介绍了自主研发的通用陆面模式CoLM2024及其在提升气候系统模拟精度中的应用；成秋明院士报告了国际大科学计划“深时数字地球（DDE）”在推动地球科学研究范式向“数据驱动、平台支撑、智能发现”转型的实践。同时，还就计算地球系统动力学、超大陆循环、航天遥感大模型、长时序城市遥感制图等关键技术进展进行了深入探讨。

论坛聚焦“AI赋能地球系统科学创新大科学计划”、“地球复杂系统的数字关联与动态建模”、“地球系统过程的知识图谱和大模型”、“地球系统过程与极端事件的智能预测”四个重要议题开展了圆桌研讨。与会专家认为，AI技术为地球科学带来革命性机遇，尤其在处理海量数据、揭示复杂模式、加速模拟预测等方面潜力巨大、与此同时，构建开放协同的数据平台（如DDE）与促进跨学科融合，是破解数据孤岛、促进全球科研协作以及突破复杂系统难题的关键。

一是研究范式的根本性变革已成为必然。传统的“分科之学”（地质、气象、海洋、生态等）面对气候变化、资源能源和极端事件等全球挑战已显不足，必须将地球视为各圈层（岩石圈、水圈/冰冻圈、生物圈等）非线性耦合的复杂巨系统，推动地球科学研究实现从“分科解析”到“系统集成”的根本范式转型。

二是“物理机理”与“数据智能”协同驱动是未来建模的核心方向。现有物理模型虽成就显著，但在模拟精度、极端事件预测及不确定性量化方面存在瓶颈。AI等数据技术能挖掘海量数据中的复杂模式，带来革命性机遇。未来关键在于深度融合物理定律与数据智能，构建新一代模型，大幅提升预测能力。

三是前沿信息技术是破解系统难题的关键赋能器。数学建模与AI技术（深度学习、知识图谱、大模型等）在地球系统研究中发挥着重要作用。它们支撑多圈层耦合模拟、跨尺度分析，是实现从定性描述到定量预测、理解地球演化规律的关键桥梁，并为智能评估资源能源、灾害预警、深时地球重建提供创新方案。

四是开放协同与数据共享是学科发展的基础保障。地球系统科学的交叉属性要求多学科紧密协作，需大力构建高水平学术共同体，可依托“深时数字地球（DDE）”等国际大科学计划，建设开放科学数字设施及合作组织，促进全球数据共享、模型互验与知识共创，以应对全球挑战。

论坛强调，地球系统过程的数理建模是应对全球挑战的关键科学支撑，需凝聚多学科智慧，通过范式创新、技术融合与开放协作，为人类社会的可持续未来贡献科学力量。