具有内生化与动态人类社会的地球系统建模：copan:CORE 开源世界-地球建模框架
物理与社会
2020-06-24 v1
摘要
在人类世中分析地球系统动力学，需要明确考虑人类社会、文化、经济与技术圈中运作过程的规模日益增长，及其与地球物理、化学和生物系统之间不断增长的反馈纠缠。然而，当前最先进的地球系统模型并未表征动态人类社会及其与生物地球物理地球系统的反馈相互作用，而宏观经济综合评估模型通常仅以有限范围如此表征。本文（i）提出用于构建世界-地球模型（WEM）以分析人类世地球系统的设计原则，即在社会（世界）-生态（地球）至多行星尺度上共同演化的模型；并（ii）呈现 copan:CORE 开源仿真建模框架，用于基于所提原则开发、组合和分析此类 WEM。该框架提供模块化结构以灵活构建和研究 WEM。这些模型可包含生物物理（如碳循环动力学）、社会代谢/经济（如经济增长）和社会文化过程（如对气候政策投票或社会规范变迁）及其反馈相互作用，并基于基本实体类型（如网格单元和社会系统）。由此，鉴于各领域和思潮在描述地球系统中社会代谢/经济与社会文化过程时所采用的理论与方法高度多样，copan:CORE 提供了所需的认知灵活性，以贡献于人类世地球系统分析。为说明该框架能力，我们展示了一个在 copan:CORE 中实现的高度程式化示例 WEM，其阐释了将社会文化过程与反馈内生化如何从根本上改变宏观模型结果。
引用
@article{arxiv.1909.13697,
title = {Earth system modeling with endogenous and dynamic human societies: the copan:CORE open World-Earth modeling framework},
author = {Jonathan F. Donges and Jobst Heitzig and Wolfram Barfuss and Marc Wiedermann and Johannes A. Kassel and Tim Kittel and Jakob J. Kolb and Till Kolster and Finn Müller-Hansen and Ilona M. Otto and Kilian B. Zimmerer and Wolfgang Lucht},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.13697},
year = {2020}
}