Задача изучения Земли как целостной природной системы поставлена Международной геосферно-биосферной программой (МГБП), осуществление которой началось с 1986 г. В основу МГБП положены междисциплинарные исследования по ряду ключевых проектов. В основном проекты ориентированы на изучение изменения климата. Руководителями большей части проектов были ученые и специалисты США, у нас эту задачу взяла на себя программа «Глобальные изменения природной среды и климата». Работы выполняются на основе широкого применения космических средств наблюдения.
МГБП предусматривает разработку семи ключевых направлений:
1. Изучение закономерностей химических процессов в глобальной атмосфере и роль биологических процессов в круговоротах малых газовых компонентов. Проекты, выполняемые по этим направлениям, ставят целью анализ последствий изменений содержания озона в стратосфере, проникновения к земной поверхности биологически опасной УФ-радиации, оценку влияния аэрозолей на климат и др.
2. Влияние биогеохимических процессов в океане на климат и обратные влияния. Проекты включают комплексные исследования глобального газообмена между океаном и атмосферой, морским дном и границами континентов, разработку методик прогнозирования реакции биогеохимических процессов в океане на антропогенные возмущения в глобальном масштабе, изучение эвфонической зоны Мирового океана.
3. Изучение прибрежных экосистем и влияния изменений типов землепользования.
4. Взаимодействие растительного покрова с физическими процессами, ответственными за формирование глобального круговорота воды. Проводятся исследования по программе Глобального эксперимента по изучению круговорота энергии и воды как дополнение к исследованиям по Всемирной программе исследования климата.
5. Влияние глобальных изменений на континентальные экосистемы. Разрабатываются методики прогноза воздействия изменений климата, концентрации диоксида углерода и землепользования на экосистемы, а также обратных связей, исследуются глобальные изменения экологического разнообразия.
6. Палеоэкология и палеоклиматические изменения и их последствия. Проводятся исследования с целью реконструкции истории изменений климата и окружающей среды за период с 2000 г. до н. э. с временным разрешением не менее 10 лет.
7. Моделирование земной системы с целью прогноза ее эволюции. Создаются численные модели в глобальном масштабе, делаются количественные оценки взаимодействия глобальных, физических, химических и биологических интегрированных процессов в земной системе на протяжении последних 100 тыс. лет. Изучаются биогеофизические круговороты углерода, азота, фосфора и серы, которые сейчас определяются как природными, так и антропогенными факторами. Антропогенные факторы особенно существенны для круговорота углерода.
Итогом работ по МГБП является падение интереса к парниковому эффекту и смещение приоритетов к проблемам использования земли и изменения ее покрова, устойчивого развития, а также уязвимость систем, доступность воды, здоровье человечества.