美国发布报告建议持续推进海洋观测计划

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	美国发布报告建议持续推进海洋观测计划
	刘文浩
	2017-12-01
所属快报	地球科学快报
出版年	2017
期	23
语种	中文
领域	地球科学
栏目	战略规划与政策
中文关键词	海洋 ; 观测计划 ; 气候
中文摘要	2017年10月20日，美国国家科学院、国家工程院和国家医学科学院（National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine）发布报告《持续推进海洋观测以充分了解地球未来气候变化》（Sustaining Ocean Observations to Understand Future Changes in Earth's Climate）称，严峻的资金问题正在影响美国在全球海洋观测系统（Global Ocean Observing System）中的领导地位，鉴于全球海洋观测近年来在船舶、平台、设施、人才等领域的突出问题，建议美国持续推进海洋观测计划各方面资助力度，建立能充分协调非营利组织、慈善组织、学术界、美国联邦机构和商业部门之间关系的专门机构。本文将简要介绍该报告的核心内容，以供参考。
情报分析_信息来源性质	国立科研机构
情报分析_信息来源机构	美国国家科学院、国家工程院和国家医学科学院（National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine）
情报分析_机构类别	国立科研机构
情报分析_信息来源国家	美国
情报分析_信息类别	战略规划与政策
情报分析_研究主题	海洋观测计划
情报分析_研究内容	1 海洋持续观测的价值（1）对气候变化监测的意义随着温室气体在大气中的积累，特别是来自化石燃料燃烧的二氧化碳，使地球气候变化比以往任何时候都要快。全球面临着如何缓解这一问题不利影响的困难，如干旱、海平面上升、海洋酸化、物种灭绝、生长季节变化及更频繁、严重的风暴等。而所有的决策均需要对地球气候系统的信息有准确的掌握。这些信息正是来自于对气候变化和未来趋势的详细气候数据观测。定期地收集几十到几百年的海洋观测数据将能够提供多时间尺度的长期变化关键记录。持续高质量的观测也需要测试和改进气候模式，为未来的气候系统提供支撑。随着通过以上这些观测和模拟对知识的积累，将有助于决策者为应对和适应气候变化对国家安全、经济和社会的影响作出更明智的决定。（2）对于气候变化之外的意义持续海洋观测可以可靠地预测飓风的强度和轨迹，以及季节性的降水和风暴。此外，能够提供海平面上升信息的潮汐测量仪也被用来跟踪风暴造成的水位变化，并评估沿海洪水的可能性。持续海洋观测对关键环境条件变化的监测结果可能会影响海洋生物（如珊瑚礁）和具有重要商业价值的渔业和水产养殖的布局。总之，海洋观测系统不仅有助于我们对气候变化的理解，还有各种各样的其他服务，包括天气预报、海洋生物资源管理、海洋导航，这为气候变化和其他国防、经济和社会政策提供了决策支撑。 2 海洋持续观测面临的挑战保持长期、连续的海洋资料记录以便了解、监测气候变化并进行模拟是十分必要的，但是也充满了挑战。报告识别了提供对地球气候过程认识以及长期持续观测面临的挑战，主要包括：观测精度、频率和空间分辨率；观测持续时间；在优先的范围内增加多学科观察的内在价值，而不是发起额外的观测系统；对其他观测系统（或网络）的补充；当前或未来的技术可以用来开发更划算的观测系统等。此外，还分析了包括国际合作、国家协调、资金、技术等领域的挑战：（1）国际合作的挑战全球海洋观测系统（GOOS）提供了一个框架，不同国家可以在这个框架下计划和优先考虑其海洋观测活动。虽然GOOS没有提供维持国家承诺的机制，但这种海洋观测方面的国际协调与合作通常被认为是有效的。然而，在专属经济区（EEZ）内部署观测系统设备或者漂浮诸如Argo浮标等移动平台的问题依然是一个挑战，并且可能成为在全球一些地区部署设备的一个障碍。全球大约有30％的海域位于沿海国家的专属经济区，或在其他海域，如受南极条约体系管辖的地区。总之，全球海洋观测系统组织有效地参与了国家的建设，为这一全球海洋气候观测事业的发展提供了能力支撑。但是，国家海洋研究领导委员会在特定国家专属经济区建设移动平台方面仍然面临挑战。（2）国家协调、计划和资金的挑战报告认为，目前美国还未形成明确的国家领导地位以应对海洋、气候和观测的交叉，也没有能够确定一个国家计划来维持和扩大这个对气候变化至关重要的海洋观测系统。尽管美国国会认识到有必要对海洋进行持续观察，但年度预算与维持现有系统在劳动力、基础设施和数据管理方面的成本并不相符。缺乏一个长期的（例如10年）的国家计划，有相关的资源承诺但缺乏强有力的领导，这对美国维持其对海洋观测的贡献是一个挑战，可能会导致海洋气候测量的不连续性，减少对目前和未来的观测。报告提出，美国海洋观测系统的十年计划将是确保关键海洋信息可用于了解未来气候的最有效方法。十年期计划与海洋观察框架的一致性将使美国的投资相对于国际社会的贡献进行优化，而计划的更新可能需要在十年内与国际活动保持一致。（3）海洋观测的“两端”系统及新的技术挑战报告认为，海洋观测是一个“两端”系统（End-To-End system），不仅依赖于海洋气候观测科学家，还依赖于工程师的技术开发、船舶观测平台的部署和维护以及处理后数据的管理和应用。报告提出，为了避免数据误差，确保数据质量和监测数据的可访问性，海洋观测举措需要规划与观测计划相关的两端的项目费用范围，包括适当的物流规划和所有的处理过程，如数据分析、数据管理和科学家的参与。海洋观测面临的是具有挑战性的环境，对于推动平台和传感器不断进行技术进步有很高的需求。新技术的发展可以提高海洋观测仪器在恶劣环境下数年收集数据的有效性和效率，从而避免高成本的维护费用，而这通常需要大量的运输时间。持续海洋观测得益于美国ONR和NSF的投资，并开发了一系列海洋观测平台和传感器，但是，随着预算下降和不足，将势必会减少对新技术的投资和对现有技术的改进。除了技术方面，对于考察船舶特别是全球和远洋级别的船舶仍需部署和维护，一支能力强大的研究船队将对维护美国对海洋观测的贡献至关重要。 3 海洋持续观测的优先观测系统（1）全球气候观测系统由于气候观测的全球性质，已经通过全球气候观测系统（GCOS）建立起了国际框架，它建立了对足够的监测分辨率、长期协调、数据共享和能力建设的观测要求。全球气候观测这一至关重要的早期步骤的目的是提供有关全面气候系统的全面信息，涉及多学科的物理、化学和生物特性以及大气、海洋、水文、冰冻圈和陆地过程。GCOS有一个制定实施计划的过程，以阐明和解决在整个地球系统中被确定为基本气候变量（ECV）的措施。（2）全球海洋观测系统全球海洋观测系统（GOOS）计划的出现是为了满足国际协调的现场和远程海洋观测平台网络的研究和操作要求。与GCOS的ECV相似，专家小组开发了基本海洋变量（EOV），这些海洋变量被国际社会认为是在海洋观测的优先变量，ECV和EOV在海洋气候领域有重叠。这些专家小组有严格的结构来制定EOV采样的技术标准，识别EOV的过程正在进行中。随着科学和社会需求的发展，随着观测具体变量的准备和可行性的提高，专家组将更新评估，EOV列表也将发生变化。此外，GOOS制定了“海洋观测框架”，阐明了多学科海洋观测系统的要求和技术准备情况，以满足科学和社会需求。GOOS利用该框架指导实施一个综合和可持续的海洋观测系统，方法是确定解决社会问题的科学要求，所需的观测类型，以及为解决这些问题提供有影响的相关信息所需的部署和维护措施。此外，GOOS努力有效地促进了国际合作，维持了海洋气候观测系统，而且其指导性文件“海洋观测框架”以及确定优先观测的相关程序“基本海洋变量”对于确定持续海洋观测的持续要求（精度、频率、空间分辨率）具有建设性意义。
原文题名	Sustaining Ocean Observations to Understand Future Changes in Earth's Climate
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文献类型	快报文章
条目标识符	http://119.78.100.173/C666/handle/2XK7JSWQ/180919
专题	地球科学
推荐引用方式 GB/T 7714	刘文浩. 美国发布报告建议持续推进海洋观测计划. 2017.