2014年8月，由全球環(huán)境戰(zhàn)略研究所（IGES）資助的地球觀測聯(lián)盟（Alliance for Earth Observation）發(fā)布了《對地觀測優(yōu)先領域2014》（Earth Observation Priorities 2014）報告，進一步明確了2014年對地觀測的優(yōu)先領域，并對具體的行動措施提出了建議。2014年對地觀測重點集中在以下5個優(yōu)先領域：

優(yōu)先領域1　氣象與氣候

　　致力于通過減少數據鴻溝的風險、恢復天氣預報的優(yōu)勢以及提高對氣候變化的認識等手段，更好地保護美國人民的生命、財產及經濟。

　　你只需要看晚間新聞，就可以了解惡劣天氣對全世界社會和地緣政治事件的聯(lián)系與影響。隨著利用廣播、在線及移動設備等多種渠道獲取氣象數據的可用性，很多美國人認為準確的天氣預報是理所當然的。這就不難理解在地球科學與觀測方面投資的目的是用于經濟、環(huán)境以及國家安全等方面。

　　美國聯(lián)邦在衛(wèi)星、地面?zhèn)鞲衅鳌⒊売嬎銠C和建模與分析方面的投資，已使美國向其公民提供一些世界上最先進的預報和預測能力――從而造就了價值數十億美元的天氣產業(yè)。天氣對我們日常生活以及廣大美國經濟部門的影響是驚人的。暴風雪可以造成數十億美元的損失，并對一個社區(qū)的經濟生存能力造成嚴重破壞。2012年，超級颶風“桑迪”造成了約650億美元的經濟損失和159人死亡。幾乎一樣具有破壞性但不被廣泛報道的，是熱浪以及伴隨的干旱，在2012年給美國大部分地區(qū)造成很大影響。據估計，熱浪和干旱造成300億美元的農作物損失和123人死亡[1]。

　　然而，維護關鍵的氣象與氣候信息并不一定是現存的，特別是考慮到國家基于空間的運行系統(tǒng)與地球科學系統(tǒng)間微妙的狀態(tài)，以及地球觀測系統(tǒng)在聯(lián)邦支出的整體下降。

　　美國氣象衛(wèi)星系統(tǒng)。盡管天氣預報對美國公民的生命、財產以及經濟具有重要意義，目前美國正面臨一個潛在的、從2017年起持續(xù)15－40個月的氣象衛(wèi)星數據缺口。用于替換老化衛(wèi)星系統(tǒng)的主要衛(wèi)星采購計劃目前正在發(fā)展中。聯(lián)合極地衛(wèi)星系統(tǒng)（JPSS）正在開發(fā)，用于提供對天氣預測至關重要的全球環(huán)境數據。由JPSS收集的數據與圖像將協(xié)助NOAA與美國政府及時開發(fā)，并為公眾提供準確預警與預測。JPSS將裝載具有同樣性能的下一代氣象設施－Suomi NPP（Suomi國家極軌伙伴關系）衛(wèi)星，目前在其前體衛(wèi)星上運行。JPSS-1預計將于2017年發(fā)射。政府問責辦公室注意到氣象衛(wèi)星數據的潛在缺口成為2013年高風險政府計劃之一。圖1描述了由NOAA NESDIS獨立審查小組一年評估報告提供的當前和已規(guī)劃的民用氣象系統(tǒng)的詳細數據。報告指出，當前NASA和NOAA的衛(wèi)星已超出其設計壽命運行，而且未來幾年這些衛(wèi)星的在軌架構將變得非常稀疏。此外，旨在滿足上午軌道需求的國防氣象衛(wèi)星計劃（DMSP），近期發(fā)射了其序列里的倒數第二顆衛(wèi)星。最后一顆DMSP衛(wèi)星（F-20）已準備發(fā)射，然而美國國防部只于近期要求資金用于執(zhí)行后繼計劃。即使這樣，氣象衛(wèi)星后繼（WSF）計劃旨在滿足具有最高優(yōu)先級的國防部天氣需求，而不會具有DMSP同樣的功能。即將到來的數據缺口提升了緊迫感（那就是：海洋表面矢量風、熱帶氣旋強度以及一些空間氣象缺口），這些需求不能由DMSP或美國其他部門滿足。

圖1：美國當前和規(guī)劃的民用氣象衛(wèi)星系統(tǒng)[2]

　　此外，地球同步環(huán)境衛(wèi)星-R系列（GOES-R）是一種同步衛(wèi)星系統(tǒng)，將為氣象預報、強風暴跟蹤、空間氣象監(jiān)測以及氣象研究提供地球西半球的大氣和地表測量數據。GOES-R是當前GOES系統(tǒng)的下一代產品，NOAA已經依靠當前的GOES系統(tǒng)進行監(jiān)測、預測并研究陸地、海洋、大氣和氣候之間的相互作用。盡管最初計劃面臨的挑戰(zhàn)和資金短缺，近期將GOES-R衛(wèi)星送入軌道的承諾確保了于2016年初發(fā)射的日程表。

　　NASA對地觀測系統(tǒng)。NASA也運行一支地球科學研究衛(wèi)星艦隊，有助于我們對氣象與氣候的預測能力，所有這些都在遠超其設計壽命運行。包括衛(wèi)星與航空飛機平臺的艦隊提供了綜合的長期全球觀測數據，旨在對地球環(huán)境作為一個完整系統(tǒng)提供協(xié)調與改進的了解。

　　一份2012年關于NASA地球科學計劃的評估報告，《地球科學與空間應用：NASA執(zhí)行10年調查中期評估》，發(fā)現在未來6年內，NASA與NOAA在太空的對地觀測設施將只有當前規(guī)模的25%（見圖2a、2b）。正如報告所指出，“能力現在已開始迅速下降”以及“美國對地觀測企業(yè)的投資和良好管理的需求比5年前更明確也更迫切”。其結果是，關鍵對地觀測系統(tǒng)的損失將加劇損害我們理解和預測變化的能力，并且產生“對于科學和社會的重大不利后果”[3]。

圖2a：當前至2020年在軌及已規(guī)劃的NASA/NOAA對地觀測任務[4]

圖2b：當前至2020年在軌及已規(guī)劃的NASA/NOAA對地觀測設施⁴

　　國家中尺度網計劃。是方便使用現存的非聯(lián)邦觀測資產網絡內的一個觀測網絡，這些“中尺度觀測網”遍布美國（下圖所示所有北美站的位置）。所獲取的數據是滿足持續(xù)增長的高分辨率氣象預測模型的關鍵，因此需要傳輸準確、精確并能為即將到來的惡劣天氣預留時間。這項計劃是聯(lián)邦政府通過非聯(lián)邦來源增加傳統(tǒng)的數據采集資產的一個主要案例。美國政府應當繼續(xù)考慮商業(yè)數據源（地面及其他類型的數據），在適當和可行的情況下，承載載荷專用傳感器及其他新的創(chuàng)新性測量功能的研究。

所有北美中尺度觀測站的位置圖

　　行星邊界層（PBL）測量。其他的機會存在于獲取至關重要的行星邊界層地面觀測數據以改善預測能力。比如，雖然全國各地約有1500個激光雷達－云高計，可以（但目前不能）提供有關行星邊界層的結構輪廓信息，需求存在于提取并為NWS、OAR以及其他NOAA內部和外部的用戶提供這些輪廓信息。此外，在PBL里水蒸氣結構在很大程度上是未采樣的，但它是改進對流預報的一個關鍵參數。同樣地，對溫度分布結構，很大程度上也未采樣。

　　美國民用對地觀測戰(zhàn)略。同樣的2012美國國家科學院報告建議，應當建立一個持續(xù)對地觀測系統(tǒng)的跨機構的框架[5]。美國科學與技術政策辦公室2013年4月發(fā)布了民用對地觀測國家戰(zhàn)略。作為這種框架基礎的第一步，白宮需要完成通過最后確定美國民用對地觀測戰(zhàn)略的整個進程，補充詳細的、協(xié)調的聯(lián)邦對地觀測計劃為運行國家對地觀測系統(tǒng)分配角色、責任及資源。這個全面的國家計劃也應當考慮未來的投資與創(chuàng)新領域，這將使私營企業(yè)更好地為其功能與投資定位。隨著國家需要更詳細與更多樣化的信息，促進并獎勵美國政府、私營及學術部門之間積極協(xié)作的政策將至關重要。此外，國家政策應當包括其他替代數據源以及運營結構，以獲得或增強的關鍵測量數據提高預報業(yè)務和研究，從而在氣象產業(yè)及其他領域內建立抗衡性及冗余。

　　可靠和準確的氣象預報與預測能力不能受到損害，需要采取行動以：

• 確保美國長期氣象與氣候數據連續(xù)性的能力，通過保證關鍵衛(wèi)星系統(tǒng)保持適當的資金支持及持續(xù)監(jiān)管繼續(xù)在軌運行。這包括充分資助NOAA 2015財年請求的JPSS和GOES-R衛(wèi)星系統(tǒng)、加速獲取JPSS-2，以及充分資助2015財年請求的民用NASA地球科學部門任務和國防氣象衛(wèi)星后繼計劃。
• 選擇具有經濟效益的替代方案，維持和增強長期關鍵氣象與氣候數據供應，考慮商業(yè)采購戰(zhàn)略、商業(yè)數據源（地面及其他類型的數據），在適當和可行的情況下，承載載荷專用傳感器、新的創(chuàng)新性測量功能以及公私合作的商業(yè)模式。這些包括為國家中尺度網計劃和擴展地面觀測能力提供持續(xù)的預算支持。
• 完成美國民用對地觀測戰(zhàn)略，確保各個機構立即開始執(zhí)行。

NASA 2014年第一個新地球科學任務――全球降水測量（GPM）核心觀測臺推出。

優(yōu)先領域2　干旱

　　通過優(yōu)化干旱數據與信息改進預測能力，使美國人更好地認識和應對干旱。

　　在美國，監(jiān)控和預報干旱情況的能力會影響到每一個美國人。日常生活用品的成本，如乳制品及農產品與干旱狀況有直接的聯(lián)系。然而，干旱已經成為美國大部分地區(qū)的新的常態(tài)。例如，在2014年1月的加利福尼亞州，超過98%的土地至少被認為是干燥，幾乎9%的土地是“異常干旱”。加利福尼亞生產全國約50%的水果和蔬菜。缺乏充足的水資源迫使加利福尼亞許多農民和牧場主大幅減產，從而影響了消費者認為是理所當然供應的大多數食物。據美國勞動與統(tǒng)計局2014年3月發(fā)布的消費物價指數，已看出食品特別是肉、魚、蛋、水果的價格，自2014年起大幅增加[6]。由于干旱，食品價格預計將繼續(xù)升高。此外，干旱對美國消費者的影響不會停止在國界上。比如，巴西持續(xù)干旱已經影響到咖啡、糖和大豆的價格。

　　視頻：為什么加州干旱影響每一個購買食物的美國人[7]？

　　因此，長期預測干旱的重要性，無論怎樣強調都不過分。為了更好地預報和緩解持續(xù)干旱的影響，農民、農場主和研究人員都同樣地依賴于國家大氣及陸地成像基礎設施提供的預報能力。美國國家干旱綜合信息系統(tǒng)（NIDIS）和陸地觀測衛(wèi)星計劃都支持長期預報能力，這對于管理干旱影響及制定減災戰(zhàn)略至關重要。此外，從國家現有情報衛(wèi)星提取的數據，也可用于民用。

　　美國國家干旱綜合信息系統(tǒng)（NIDIS）。2006年，國會在NOAA設立了NIDIS，以“更好地通知并提供更及時的決策，以減少干旱的影響和經濟損失[8]”。NIDIS的作用是為各地使用提供預報、研究和數據分發(fā)。根據西部州長協(xié)會的執(zhí)行董事Jim Ogsbury的原話，“NIDIS提供農民、水資源管理者、決策制定者以及當地政府需要準備和應對干旱所需的權威、客觀以及實時的干旱信息[9]”。

美國干旱監(jiān)測通過提供美國干旱狀態(tài)實時更新對NIDIS進行補充。下圖3清楚顯示出當前美國干旱的嚴重程度。美國干旱監(jiān)測提供的預報表明，持續(xù)干旱將進入2014年夏季，因此加劇影響美國農業(yè)部門和全國各地美國人的經濟利益。

圖3：美國干旱監(jiān)測圖[10]

　　因此，為NIDIS提供充足的資金支持對于決策者獲得用于開展土地規(guī)劃、山火緩解策略等的實時數據至關重要。自成立以來，NIDIS尚未獲得2007財年最初批準水平的資助。圖4詳細介紹了NIDIS2007－2012財年的批準經費與實際支出。

圖4：NIDIS2007－2012財年批準與支出經費[11]

　　陸地觀測衛(wèi)星計劃。是監(jiān)測和測量美國干旱、提高預報與理解土地覆蓋和地貌變化的一個重要組成部分。過去的40年來，陸地觀測衛(wèi)星計劃持續(xù)提供客觀、高效以及準確的高度校準的數據來源，將地表自然與人為變化進行編目。該系列最新衛(wèi)星、Landsat 8，于2013年2月發(fā)射，預計至少可持續(xù)提供服務至2018年。

　　據美國國家科學院一份評估報告，《陸地觀測衛(wèi)星及超越：維持和增強國家土地成像計劃》，陸地觀測衛(wèi)星提供的基于空間的土地成像是“對美國國家安全至關重要的，正如它是確保我們的食物、能源、健康、環(huán)境以及經濟利益的關鍵性資源一樣”。該報告委員會進一步指出，“陸地觀測衛(wèi)星影像對美國的經濟和科學利益遠遠超過它的系統(tǒng)投資成本[12]”。

　　視頻：陸地觀測衛(wèi)星跟蹤城市變化與洪水風險

　　然而，陸地觀測衛(wèi)星的未來，是不確定的。從歷史上看，該計劃的開發(fā)與采購已由NASA管理。一旦衛(wèi)星在軌并開始運行，美國地質調查局（USGS）負責衛(wèi)星的運行并維護信息數據庫?？偨y(tǒng)2014財年預算要求認識到，陸地觀測衛(wèi)星是國家基礎設施建立的一個關鍵部分，第一次，計算了土地成像預算線。此外，2014年預算法案宣告開始向采購Landsat 9提供資金，并要求NASA提供Landsat 9的采購方案。然而，當前的資金儲備不足以滿足方案需要。當務之急是NASA在為長期、連續(xù)的政府土地成像計劃制作方案的同時，盡快開始采購Landsat 9。

　　美國政府利用現有數據源。也應考慮對美國政府情報衛(wèi)星數據收集的圖像與數據進行解密和重新采樣。這種歷史性數據在更好理解隨著時間的流逝土地發(fā)生變化方面可能產生重要作用。

　　美國政府沒有充分利用商業(yè)遙感衛(wèi)星的有價值的影像。大部分這些數據出售給美國國家地理空間情報局（NGA）――一個國防部的情報部門，并且在很大程度上仍然用于美國國防部及其情報任務與制圖。例如，一個此類商業(yè)供應商已獲取地表小于1米分辨率的高分辨率圖像30多次，其存檔數據不能被美國國防部及其情報團體以外的機構使用。

　　在這種情況下，當務之急是美國對這類數據的成本及潛在機會的需求進行評估。除了繼續(xù)進行歷史數據獲取計劃，美國政府應該對試圖以較低成本閾值獲取相同和/或類似數據的新的創(chuàng)新性數據獲取模式進行評估。認識到干旱、山火和洪水可能對美國人民日常生命產生的影響，決策者必須采取以下行動繼續(xù)保障人民生命財產：

• 提供資助授權，以維護并升級國家綜合干旱信息系統(tǒng)。
• 持續(xù)提供資助，用于政府中分辨率土地成像計劃。建立一套長期的預算與采購戰(zhàn)略，必須確保一組陸地觀測衛(wèi)星關鍵測量數據不可間斷；必須保證更換老化或失敗的陸地觀測衛(wèi)星。
• 追求以基于空間的創(chuàng)新商業(yè)模式解決方案，以增加核心政府陸地觀測衛(wèi)星計劃。土地影像數據對美國的重要性，需要一個強大的運營架構。私營部門對增強這方面作用勝任有余。
• 尋求創(chuàng)新的采購策略，從商業(yè)供應商處尋求創(chuàng)新的采購策略，以確保支付能力，并獲取比政府民用地球影像衛(wèi)星更高分辨率的影像。
• 允許獲取舊數據，允許從美國國家技術手段成像系統(tǒng)獲取舊數據。

優(yōu)先領域3　水資源

　　作為稀缺水資源管理的重要組成部分，推進美國淡水監(jiān)測與預報。

　　無處不在的大自然之水深沉涌動。水確實是保持社會與個人維持健康生存的命脈。從日常的家庭用水，到維持一個充滿活力的農業(yè)部門，到把水作為一種運輸貨物的手段，理解并管理國家重要的地表水與地下水資源對經濟具有直接的影響。水太少導致干旱和定量供水。水太多可能在眨眼間使一個社區(qū)消亡。

　　適當的資源管理始于使用可靠、連續(xù)一致、具有可比性的數據為各地制定關于緩解與適應的計劃。數據的質量至關重要。為維護數據記錄的連續(xù)性并深刻理解全球水系統(tǒng)，需要傳統(tǒng)的數據源與前沿技術。通過推進美國淡水監(jiān)測與預報，決策制定者可以為數以百萬計的人民提供心靈安寧，同時確保妥善管理我們的水資源。

　　國家流量信息計劃。USGS的國家流量信息計劃（NSIP）協(xié)調了其他800多個聯(lián)邦、州、地方、部落機構等，在全國有超過7400個地表徑流水文監(jiān)測站（streamgages）。這些數據的用途非常廣泛。例如，國家氣象局將這些信息用于洪水預測以及開發(fā)新模型（文章：《電腦模型有助于愛荷華州的城市、公眾為防洪做準備》）。

　　水資源管理者分析這些數據，以確定如何為不同利益群體分配稀缺水資源――從發(fā)電、農作物灌溉、漁業(yè)以及棲息地評估，到諸如皮劃艇運動、飛蠅釣魚等休閑娛樂業(yè)。甚至民用基礎設施項目，如橋梁、道路、涵洞和水處理設施等的設計都需要這個網絡提供的歷史流量信息。

　　NSIP成立于2000年，為全國提供地表徑流水文監(jiān)測站全面協(xié)調機制。USGS于1889年開始在美國測量流量數據。到目前，美國各地地表徑流水文監(jiān)測站的數量已增長到7400余個。然而，地表徑流水文監(jiān)測站往往受制于當地的需求與預算。NSIP打算為全國范圍內最關鍵的地表徑流水文監(jiān)測站提供穩(wěn)定的網絡和持續(xù)的資金支持，以確保至少維持30年的連續(xù)數據。

　　然而，地表徑流水文監(jiān)測站計劃的運行水平遠遠低于數據采集與分析的優(yōu)化狀態(tài)。2013財年USGS地表徑流水文監(jiān)測站計劃的全部預算是1.615億美元――其中一半是由州和地方的合作伙伴提供資金。2014財年的預算是3370萬美元，而一個完全資助計劃為了實施與運行“骨干網絡”，每年大約需要1.22億美元。全額資助還包括激活1000個必要的地表徑流水文監(jiān)測站。

　　數據基礎設施。地表徑流水文監(jiān)測站提供的信息數據決定于它們能夠產生的數據。全國地表徑流水文監(jiān)測站依靠基礎設施將數據“實時”傳輸給用戶。地球同步環(huán)境衛(wèi)星（GOES）、地方的地面站以及數據采集系統(tǒng)都需要快速、無縫地連接并上傳到互聯(lián)網。然后數據用戶就能夠通過國家氣象信息系統(tǒng)更新他們需要的信息。

　　NASA研究計劃。地表徑流水文監(jiān)測站系統(tǒng)提供了大量國家急需的實時數據，而NASA研究計劃正在為推進監(jiān)測與預報能力鋪平道路。NASA重力恢復與氣候實驗（GRACE）衛(wèi)星，發(fā)射于2002年3月，旨在繪制地球重力場變化圖，已為科學家提供諸如洋流變化、地下水儲量以及冰蓋變化等信息。該任務當前處于擴展運行狀態(tài)，當局正在進行GRACE后續(xù)（GRACE FO）任務。

　　最近在2014年2月，NASA和日本發(fā)射了全球降水測量（GPM）任務，旨在提升我們對地球水與能量循環(huán)的理解，并幫助我們預報極端事件。這些信息與伙伴衛(wèi)星組成的國際網絡共同整理，持續(xù)提供空前詳細的數據。諸如GRACE和GPM這樣的持續(xù)研究計劃，將推進監(jiān)測與預測背后的科學去研究我們的重要地下水和地表水資源。

　　國會應當通過以下措施提升當前水資源分析與預測能力：

• 逐步增加國家流量信息計劃的資助，從2014財年的3370萬美元增加到2020年的1.22億美元。
• 確保傳輸與分析流量數據的基礎設施穩(wěn)定運行，這包括確保GOES-R衛(wèi)星的研制步入正軌。
• 支持新的數據采集技術，如NASA的GRACE或GPM衛(wèi)星，從全球角度測量地下水和水循環(huán)。

優(yōu)先領域4　北極

　　通過擴大美國在北極地區(qū)的地球監(jiān)視與通信能力，保護在該地區(qū)的環(huán)境、經濟和國家安全利益。

　　北極常被用于兒童開展環(huán)境保護運動的海報，然而在美國，很多人可能沒有認識到北極地區(qū)發(fā)生的變化如何影響他們的日常生活。領先的研究表明，海洋和冰川即使發(fā)生輕微的變化，也會對公民日常生活產生深遠的影響。極端天氣事件的增加或海平面上升影響著我們如何為未來的災難做準備。而且，在該區(qū)域的經濟活動對美國戰(zhàn)略利益具有重要意義。

　　在過去的10年中，北極變暖的速度是世界其他地區(qū)的兩倍。融化的海冰和冰川產生了大量的后果，從增加淡水進入海洋、改變洋流溫度、改變天氣鋒面的模式，到導致增加甲烷氣體進入大氣層。北極地區(qū)的變化可以預測全球變化，為研究人員提供了一個包括過去和未來信息的“時間膠囊”。

　　在北極和阿拉斯加地區(qū)的海上交通，至2013年已經非常繁忙，預計隨著海冰繼續(xù)融化不斷為航運和新區(qū)域資源提?。ㄈ缬停┰黾油ǖ?。（見圖5，圖6）

　　該地區(qū)在經濟上具有吸引力，并且對利益相關國家的地緣政治產生興趣。正如兩名聯(lián)合海洋委員會倡議成員Robert Gagosian和Sherri Goodman，在2013年9月的社論中闡述，北極是當今世界上變化最快的地區(qū)，在那里“經濟、社會和國家安全問題相互沖突”。

圖5：阿拉斯加海上交通不斷增加。

圖6：不斷減少的北極冰開放航運和旅游路線。美國海軍北極路線圖

　　海冰測量與建模。投資可提供增強觀測數據的技術和提高機構的協(xié)調性，對在全球范圍內了解土地、海洋、大氣和冰之間的相互作用是必要的。美國對海冰的范圍與聚集度的全天候監(jiān)測能力――為不斷增加的航運、旅游、漁業(yè)，以及美國在北極地區(qū)提取自然資源的公司等提供安全導航――是至關重要的。

　　2013年，國家海洋政策的實施計劃號召聯(lián)邦機構“評估如何最有效的集成觀測數據、測試并開發(fā)海洋傳感器和通信標準、執(zhí)行數據與建模技術支持全球觀測能力[13]”。

　　更具體地說，在2014年1月，白宮發(fā)布了《北極地區(qū)國家戰(zhàn)略實施方案》，為觀測和建模提供開發(fā)框架，用于支持海冰預報與監(jiān)測。該框架支持北極研究計劃：2013－2017財年，其目的是增強觀測以便到2014年底可以減少預報的不確定性。

　　增強這些觀測值的關鍵是2017年底NASA冰、云與土地高程衛(wèi)星2號（ICESat-2）和重力恢復與氣候試驗衛(wèi)星（GRACE FO）成功發(fā)射。比如，來自GRACE FO衛(wèi)星重力數據圖像將支持美國海軍和美國海岸警衛(wèi)隊業(yè)務，并幫助確保在北極地區(qū)的安全和保障[14]。

　　北極通信系統(tǒng)。根據國家海洋政策實施計劃，在北極地區(qū)海上活動的增加也需要改進通信系統(tǒng)，以“預防和應對海上事故和環(huán)境影響?！睂嵤┯媱澝鞔_呼吁美國政府機構要：

　　加強現有的通信系統(tǒng)，允許船只、飛機和海岸駐地之間有效溝通，及時獲取諸如氣象與海冰預測等實時信息，極大降低海上或海洋環(huán)境中的生命或財產損失風險[15]。

　　改進北極地區(qū)的通信系統(tǒng)也被視為對美國國家安全至關重要。2013年11月，美國國防部發(fā)表了新的北極戰(zhàn)略，明確強調短期挑戰(zhàn)是海冰和氣象報告與預報，以及在該地區(qū)通信與監(jiān)控的局限性。2014年2月，美國海軍發(fā)布其北極路線圖，提出要大力支持美國和加拿大在通信與氣象衛(wèi)星方面的潛在合作伙伴關系，以改進北極地區(qū)的通信與監(jiān)測能力。

　　為保護美國在北極地區(qū)的環(huán)境、經濟和國家安全利益，國會應當：

• 維護NASA發(fā)射ICESat-2和GRAC FO衛(wèi)星，通過申請相關資助和持續(xù)計劃監(jiān)督，確保擴大和新的北極海冰觀測計劃的實施。
• 支持美國/加拿大關于北極通訊和氣象衛(wèi)星能力建設的合作協(xié)議，以提供安全運行并改善區(qū)域內信息。 

優(yōu)先領域5　經濟競爭力 

　　通過提高美國企業(yè)的經濟競爭力推動創(chuàng)新，創(chuàng)造就業(yè)機會并發(fā)展經濟。 

　　了解地球以及全球變化如何影響美國公民的生計和我們全球經濟競爭力是非常重要的。本報告詳細介紹了各種途徑，在其中，特定行業(yè)都依賴于我們目前的地球觀測系統(tǒng)所提供的信息。在這一領域推動創(chuàng)新和經濟增長始于采用公私合作的商業(yè)模式，在可行情況下，通過商業(yè)來源增加國家系統(tǒng)，利用承載載荷專用傳感器，啟用新的創(chuàng)新性測量功能，并為私營部門提供更多的現有政府數據資源。

　　美國對地觀測領域經濟競爭力的直接評估始于對當前美國監(jiān)管制度慎重的審查。美國制造商在國際公平競爭環(huán)境參與競爭的關注只在最近幾年有所增加。在備受期待的向國會報告第1248章于2012年發(fā)布后，許多美國國內衛(wèi)星企業(yè)對美國貿易法規(guī)的潛在變化充滿希望，他們有望進入競爭激烈的全球商業(yè)衛(wèi)星市場。然而，美國政府卻減少購買商業(yè)影像，造成了美國商業(yè)遙感產業(yè)的進一步兼并。

　　2013年1月，當國家地理空間情報局（NGA）取消了GeoEye公司為期10年的37億美元地球影像和其他服務合同時，科羅拉多州的DigitalGlobe公司收購了位于弗吉尼亞州的GeoEye公司。在收購中，DigitalGlobe公司收購了尚未發(fā)射的GeoEye-2衛(wèi)星，并已暫時檢修封存，直到有額外的高分辨率影像需求。即使DigitalGlobe公司計劃于2014年8月在加利福尼亞州范登堡空軍基地發(fā)射WorldView-3，衛(wèi)星與載荷運營者們真正的興趣是從長遠觀點指望國際市場維持生產能力。

　　美國國會對出口管制法的調整只是確保商業(yè)遙感能力邁向國際貿易的現代化途徑的第一步。美國政府目前正在評審美國軍需品清單第十五類別。

更新商業(yè)孔徑與分辨率限制。第一個商用對地觀測（EO）衛(wèi)星系統(tǒng)――IKONOS，于20世紀90年代由美國開發(fā)，其望遠鏡的孔徑為0.70米。今天的美國商業(yè)EO衛(wèi)星允許更大的孔徑尺寸1.1米，外國競爭對手也緊隨其后。外國EO衛(wèi)星系統(tǒng)的孔徑為0.65米或更大，可作商業(yè)用途，并且在國際市場上銷售。盡管它依賴于飛行高度，孔徑越大圖像的分辨率越高。

　　2014年6月11日，DigitalGlobe公司宣布，公司獲準出售其最優(yōu)質的影像。在此日期之前，所有商業(yè)影像供應商必須重新取樣或將影像質量降低到半米分辨率。這個對其營業(yè)執(zhí)照的新修改意味著DigitalGlobe公司可以出售比這更好的影像，當今年夏天WorldView-3發(fā)射后，該公司將能獲取0.31米或約12英寸這種非凡的地面分辨率影像。當未來的商業(yè)系統(tǒng)啟動時，供應商將能夠出售0.25米地面分辨率或約9英寸地面分辨率的圖像。這一決策的制定，政府最高機構花了一年多時間。但它是正確的決定，將美國商業(yè)影像供應商置于日益增長的地球影像國際市場的領導者地位。底線是最近這些變化將有助于美國產業(yè)在激烈的外國競爭中保持國際競爭力。

衛(wèi)星影像：IKONOS（左），Skybox（右）。

　　刺激創(chuàng)新，降低成本的商業(yè)解決方案。如前文所述，國家中尺度觀測網計劃是美國政府可以利用調動私人創(chuàng)新的很好案例。其他結構類似的數據類型（比如，衛(wèi)星）也應受到鼓勵。創(chuàng)新性的使用承載的有效載荷，例如，可以利用商業(yè)衛(wèi)星群發(fā)射關鍵對地觀測傳感器，這種途徑比傳統(tǒng)政府衛(wèi)星計劃速度更快，成本更低。同樣，從美國公司購買商業(yè)數據，可能是增加數據數量和質量的一個具有經濟效益的解決方案，而且可以緩解關鍵氣象監(jiān)測能力方面的預期缺口，同時也創(chuàng)造了美國就業(yè)機會。美國政府應當建立集中機制來考慮聯(lián)邦對地觀測企業(yè)內部的商業(yè)解決方案。

　　認識到促進美國企業(yè)全球競爭力的經濟影響，美國政府應該：

• 優(yōu)化美國政策和美國軍需品清單第十五類別，使美國商業(yè)級遙感硬件能夠成功地與外國供應商競爭。
• 允許更大范圍獲取現有數據，通過持續(xù)的支持，如開放環(huán)境信息服務和國家中尺度觀測網計劃，旨在利用非聯(lián)邦部門現有及未來能力，以更有效的方式獲取高時空分辨率數據。
• 建立集中機制，考慮聯(lián)邦對地觀測企業(yè)商業(yè)解決方案，以促進創(chuàng)新并降低成本。

結　　論

　　美國在幫助進行氣象及氣候變化預測方面，已經建立了一個有效和必要的觀測工具網絡。然而，這一網絡仍然是脆弱的而且沒有保證。在短期內，重要的是我們不能認為這些系統(tǒng)是理所當然的，而是要去了解它們是如何組合在一起，形成一個對保護美國生命、財產和經濟競爭力至關重要的全球信息難題。

　　當務之急是白宮和國會繼續(xù)支持這些計劃。同樣，政策應使美國企業(yè)與聯(lián)邦政府合作，繼續(xù)創(chuàng)新出有效的、前沿的、先進解決方案。更多的信息――不是更少――將確保美國仍然保持在影響我們日常生活的全球變化的最前沿。本報告列出的政策推薦代表了必要的第一步，為了確保這些能力的維持并為未來改進奠定基礎。

來源：http://strategies.org/wp-content/uploads/2014/07/EarthObservationsPriorities2014Report_links.pdf  

（黃銘瑞、青秀玲編譯，殷永元審核）