全球变化一般指包括气候在内的关于地表及地表以上的各种环境的变化，它的研究对象是地球系统的岩石圈、大气圈、水圈和生物圈，研究内容是发生在地球系统各部分的各种现象、过程以及各部分之间的相互作用，以便认识人类赖以生存的气候和环境的变化规律，提高人类预测未来气候和环境变化的水平和适应能力，合理开发和利用自然资源，实现农林牧副渔业生产的合理布局，预防和治理水、土壤和大气污染，制定全球性环境问题重大决策，保护和改善人类的生存环境。

“数字地球”的提出和实现，对预测和适应全球变化都有非常重大的作用。戈尔认为，“数字地球”是“一种多分辨率、三维表达的地球，从而使我们能将大量的地球空间数据融于一体”，“能获得有关地球覆盖、动物分布状况、道路、人口等信息”,“数字地球”要开发出“分辨率为1米的数字地图”。研究全球变化规律，需要对全球变化进行长期、持续的同步观测，获取资料。数字地球包括信息的获取、处理和应用三个部分，它正好为全球变化研究提供高分辨率的地表物质和能量时空变化动态的信息，同时全球变化也就成为“数字地球”应用的一个方面。

全球变化受到自然扰动和人类活动的影响，目前已出现全球变暖、大气温室气体浓度增加、臭氧洞、地表植被覆盖和土地利用变化等几个比较重大的环境问题。随着人类社会的发展和人口的增加，为了满足生存和提高生活质量的需要，人类不断毁林垦荒、围湖造田、增加能源用量，造成森林和草地减少，温室气体排放增加，水、土壤和空气污染增加。当这种变化超过自然界的自净能力时就会使地球上的人类和动植物生存环境恶化。1990年的二氧化碳、甲烷和氧化亚氮的浓度分别达到353ppmv、1720ppbv和310ppbv，分别较工业革命前高25%、8%和115％；大气中增暖潜力更大的氟氯烃也从无到有，因冰箱和空调等致冷机器的大量使用而大幅度增加。据1987年国际环境研究所等的报告，世界森林面积已从未受人类活动影响前的60亿公顷减少到1954的40亿公顷；近30年减少得更快，仅热带森林每年就减少800万公顷。土地荒漠化是指因受植被破坏、土壤和地下水质量下降、盐碱化等影响使土地生产力下降，80年代初期全世界32.57亿公顷生产用旱地已有61%受到荒漠化的影响。

目前全球变化已引起人们的高度重视，并开始利用各种对地观测手段研究全球变化。“数字地球”可为全球变化研究提供分辨率更高和更快捷的信息获取方法。例如可利用“数字地球”提供的信息监测各地区地表面森林和草地覆盖面积的变化，为研究气候变化模型服务；还可通过监测森林火灾、水灾、火山爆发、物种随时间和空间的变化等来研究和反映全球变化。

(潘学标)