自二十世纪八十年代开始，国际科学界先后发起并组织实施了以全球变化与地球系统为研究对象，由四大研究计划组成的全球变化研究计划，即：世界气候研究计划（WCRP，World Climate Research Programme）、国际地圈生物圈计划（IGBP，International Geosphere-Biosphere Programme）、全球环境变化人文因素计划（IHDP，International Human Dimension of Global Environmental Change Programme）、生物多样性计划（DIVERSITAS）。全球变化科学以“地球系统”为研究对象，将大气圈、水圈（含冰冻圈）、岩石圈和生物圈视为一个整体，探讨由一系列相互作用过程（包括系统各组成成分之间的相互作用，物理、化学和生物三大基本过程的相互作用以及人与地球的相互作用）联系起来的复杂非线形多重耦合系统。这种地球系统的整体观、对物理、化学、生物三大基本过程相互作用的研究，以及对人类活动影响地球环境的特别关注，使全球变化与地球系统科学作为一门全新的集成科学出现在当代国际科学的前沿。
北京师范大学是我国重要的科学研究基地之一，也是国内唯一的集合不同领域的科学家长期开展多学科交叉的全球变化与地球系统科学研究和人才培养的一所大学。北京师范大学长期以来致力于全球变化与地球系统科学前沿问题的综合集成研究，2008年1月19日，学校依托综合性、交叉性和系统性的多学科优势，在原有地理学与遥感科学学院、环境学院、资源学院、水科学研究院、减灾与应急管理研究院的基础上组建成立了“全球变化与地球系统科学研究院”。研究院以地表过程与资源生态国家重点实验室、遥感科学国家重点实验室、水环境模拟国家重点实验室、高性能科学计算中心，以及一批部（市）级重点实验室、工程中心为支撑平台，同时通过与国内外高水平科研机构、科学家的合作组建创新团队，形成一个具有国际水平的研究与教学群体，培养多学科交叉的具有创新能力的研究与应用人才。
研究院的使命是结合当今地球科学发展突出学科交叉和注意综合研究的特点，以地球系统模式及关键科学问题研究为基础，全球变化综合观测数据平台为支撑，人类活动与全球变化的相互影响机制为纽带，全球变化经济学为重点突破方向，结合我国国民经济和社会的发展对地球科学提出的要求，增强全球及区域性气候与环境变化的预测能力，有效地以国民经济服务为目标，开展全球变化与地球系统科学的集成研究，建设成为具有国际水准的科学研究中心和创新人才培养基地。
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