国际大科学计划和大科学工程是以人类开拓知识前沿、探索未知世界和解决重大全球性问题为目标，由一国或多国共同发起，多方共同组织实施的研发类或工程类任务，投资强度大、多学科交叉、难度高，涉及科学、技术、工程、产业和管理等诸多领域，具有多目标、多主体、多要素等特点。
积极提出并牵头组织国际大科学计划和大科学工程是党中央、国务院做出的重大决策部署。2018 年 3 月 14 日，国务院正式印发《积极牵头组织国际大科学计划和大科学工程方案》（以下简称《方案》）。《方案》提出，到 2020 年培育 3~5 个项目，研究遴选并启动 1~2 个我国牵头组织的国际大科学计划和大科学工程。为落实该《方案》，科技部2019 年在“战略性国际科技创新合作”重点专项中专门部署牵头组织国际大科学计划和大科学工程培育项目。
2019年专项支持领域方向与拟支持经费情况，2019 年度支持宇宙演化和空间、地球系统与环境气候变化、健康、能源、农业、物质科学领域的培育项目。共拟支持经费 15000 万元人民币，支持培育项目数为 3~5 个，实施周期 2~5 年。培育项目主要支持的活动包括科学目标的凝练和前期研究、国内外研究团队的组织、项目的国际磋商宣介，以及项目组织、管理和运行机制的设计等。
自《方案》发布以来，国内多个单位正在联合组织申请国际大科学计划，相关情况汇总介绍如下：
三极环境与气候变化国际大科学计划
“三极环境与气候变化”计划的总体目标就是构建三极环境与气候天空地冰海一体化观测系统，揭示三极多圈层环境与气候变化机理，预测、预估三极与全球气候环境的未来，为应对气候变化、保障极地安全、构建人类命运共同体提供科技支撑。
“三极环境与气候变化”大科学计划分筹备启动、重点引领、全面引领以及三极强国四个阶段。
在泛第三极地区环境变化与水资源安全、三极冰冻圈生态系统过程与服务功能、三极深部探测与环境演变、极地海气能量与物质循环、三极天基全时观测系统和三极环境变化的对比与关联等六大具有良好研究基础的方向率先开展研究。
迄今为止，“三极”计划的参与者包括20余位中国科学院、工程院院士，60余家机构，前期参与计划讨论设计的和编制的科研人员上百人。姚檀栋、吴立新两位院士以及北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院院长程晓3人，受科技部社会发展科技司的委托一起探讨三极研究的未来，负责编制《“三极环境与气候
预研项目
2019年7月15日科技部发布国家重点研发计划“重大自然灾害监测预警与防范”重点专项定向项目申报指南的通知，明确确定由青岛海洋科学与技术试点国家实验室作为项目牵头单位，组织《三极环境与气候变化国际大科学计划方案》核心起草单位联合申报。
项目方向为极端气象监测预警与风险防范， 三极环境与气候变化重大科学问题预研究
研究内容：在三极地区研究建立支持冰雪、冻土、海洋、大气和生态等要素的协同观测平台；研究三极地区冰冻圈变化趋势、异同、关联及其影响；研究三极地区生态过程与碳循环及其影响；研究三极大气-冰层-海洋环流相互作用过程及其影响；研发三极协同对比与分析综合研究平台；研究三极环境与气候变化国际大科学计划实施机制、国际推介与合作机制，研究在青藏高原建立对外开放的观测研究基地的方案。
考核指标：在南极、北极和第三极地区各建立 1~2 个国际开放的综合协同观测平台，依托上述协同观测平台与其他国际观测计划合作，开展 1 期三极冰-海-气-陆协同观测，建立开放的协同观测数据库和分析平台；初步揭示三极环境与气候变化的异同和关联机制。编制三极环境与气候变化国际大科学计划实施机制方案，建立三极科学中心 1~2 个。
深时数字地球国际大科学计划
“深时数字地球大科学计划”（Deep-time Digital Earth，简称DDE）将在大数据驱动下重建地球生命、地理、物质和气候的演化，进而达到精确重建地球和生命演化历史、识别全球矿产资源与能源的宏观分布规律。并将通过这一计划，为全球数百万研究人员和科技专业用户提供一个跨越科学领域和国家的虚拟科研环境，使其能够存储、共享和使用科研数据。
深时数字地球”将开展大科学研究，构建最大地学基础数据库，建成“地学界Google”，从而实现整合地球演化全球数据、共享全球地学知识。也就是说，地学数据库建成以后，地球和生命演化的科学研究将不再是“一纸地质图”，而是具有大数据支撑的“深时数字地球”。被誉为地质学Google的DDE，旨在大数据驱动下重建地球生命、地理、物质和气候的演化，进而达到精确重建地球和生命演化历史、识别全球矿产资源与能源的宏观分布规律。该计划将聚焦地球数字科学重大基础前沿，建立国际地球数字科学产学研协同生态链，推动地球信息产业链、创新链、服务链融合，促进地球信息产业研发应用集群化发展，面向全球数百万研究人员和科技专业用户，提供一个跨越科学领域和国家的虚拟科研环境，实现跨领域科研数据的存储、共享和应用，为破解全球经济社会发展的能源资源等问题提供强大的科学科研基础。DDE科学设想由中国科学家提出后，很快得到获得国际社会广泛响应。英国、俄罗斯、中国、德国等国家地质调查局，以及国际地层委员会、国际沉积学家协会、国际古生物协会、国际数学字地球科学协会、美国石油地质协会等9个国际学术组织共同发起，经国际地科联投票通过，“深时数字地球”成为其首个大科学计划，执行期10年（2019-2028）。
全球干旱生态系统国际大科学计划
全球干旱生态系统国际大科学计划（Global Dryland Ecosystem Programme Global-DEP）是由傅伯杰院士和Mark Stafford Smith博士共同倡导发起的国际合作计划，它的科学目标是制定一项涵盖全球干旱生态系统优先研究领域和关键科学问题的科学计划和执行计划，为干旱生态系统研究提供全球合作平台。
计划的特色是在全球和区域尺度下把生态系统结构和功能的动态变化与生态系统服务、可持续管理和人类福祉密切结合起来。从方法上把遥感数据、生态系统监测数据、野外调查数据及案例研究结合起来，以期把研究和应用、研究和决策紧密结合。该计划提出后，得到美国、澳大利亚、欧洲地中海沿岸国家、非洲、中亚等全球主要干旱地区的国家和地区的积极响应。
旱地面积为5100万平方公里，占世界陆地面积的41％，约有38％的世界人口居住,全球三分之一的生物多样性保护热点分布在干旱地区，这里为28%濒危物种提供了栖息地，与此同时全球干旱区约有10-20%土地处于退化中。。就气候变化和不适当的人类活动同时造成的重大影响而言，它们是地球表面上最敏感，最脆弱的生态系统之一。干旱地区的土地退化或荒漠化普遍存在，目前导致某些地区生命支持系统潜在崩溃。它还可能对非旱地生态系统和人民造成不利影响。干旱地区生态系统及其对人类福祉和生计的服务的监测，评估和可持续管理引起了全球关注。
国际子午圈大科学计划
国际子午圈大科学计划是一个多层圈耦合、多学科交叉，通过研究空间天气事件演化规律实现全球防震减灾目的的大科学计划。国际子午圈计划的推广实施将对人类命运共同体建设发挥积极的作用。
国际子午圈大科学计划将以子午工程为基础，联合子午圈上国家和地区发展多台站、链网式、多学科交叉的协同监测能力，建立国际子午圈信息共享和人才培养平台，促进地球空间系统全球行为及多圈层耦合研究，提高共同应对地球空间传统与非传统灾害的能力。计划自2011年发起，目前已有加拿大空间局、俄罗斯科学院、巴西空间研究院、美国MIT、UNOOSA、ISWI、ILWI等国家与组织加入。
为了更好地实现科学目标，凝聚国际智慧，国际子午圈计划设计了“四大平台，一个组织”的组织思路，包括协同监测平台、科学研究平台、信息共享平台、人才培养平台和国际子午圈计划组织。
化学地球国际大科学计划
"化学地球"是绘制地球化学元素图谱，将元素周期表上所有化学元素的含量和分布绘制在地球上，持续记录全球化学元素的含量与分布、基准与变化等科学数据，通过基于互联网的“化学地球”平台，实现对全球地球化学大数据管理、展示和查询，支撑全球自然资源与环境可持续发展，为政府决策提供科学依据，为社会提供公共服务。
全球岩溶动力系统资源环境效应国际大科学计划
“全球岩溶动力系统资源环境效应”国际大科学计划是由国土资源部中国地质调查局提出实施的重大国际科技行动。该计划将以地球系统科学和岩溶动力学理论为指导，建立全球岩溶环境监测网络，研究和查明全球不同岩溶动力系统类型的碳、水、钙循环规律和资源环境效应，突破岩溶关键带资源环境科学问题的瓶颈，创新岩溶资源勘探开发和岩溶环境治理与保护科学技术体系，创建全球岩溶资源环境信息平台，各国共绘全球岩溶一张图，为人类提供全球岩溶公共服务信息，为不同类型岩溶地区资源可持续利用和岩溶环境治理与保护提供科学依据。该计划的实施，对于推动岩溶领域国际合作及重大科技创新，促进全球岩溶资源的可持续利用和环境的可持续发展具有巨大意义。
人类表型组国际大科学计划
“人类表型组计划”成为生命科学领域又一战略制高点。“人类表型组计划”的开展，将全面解读人类生命密码所需的关键信息。“人类表型组计划”将系统解答基因与表型之间的具体关系和内在机制，将有助于实现疾病预防，并提出针对性的健康维护方案。将通过国际合作项目来推动，目标就是组织发起“人类表型组”国际大科学计划。
