【戰(zhàn)略前沿】美國(guó)全球變化研究計(jì)劃主要成就(第2章、第4章摘譯)
來源:發(fā)布時(shí)間:2017-06-27
第2章摘譯――案例1:全球觀測(cè)系統(tǒng)
地球系統(tǒng)科學(xué)不能在實(shí)驗(yàn)室里做實(shí)驗(yàn),它是一門觀察科學(xué),而實(shí)驗(yàn)室就是這個(gè)星球。如果沒有連續(xù)的、為長(zhǎng)時(shí)間序列分析而進(jìn)行質(zhì)量控制的全球觀測(cè),就不可能在記載和了解全球環(huán)境變化方面取得進(jìn)展。自USGCRP啟動(dòng)以來,滿足空間和地面觀測(cè)需求,始終是一項(xiàng)首要任務(wù)。觀測(cè)為了解地球如何運(yùn)轉(zhuǎn)提供了新的視角和科學(xué)洞見。觀測(cè)數(shù)據(jù)使科學(xué)家能夠提出新想法并對(duì)其進(jìn)行測(cè)試,從而使新的認(rèn)識(shí)以數(shù)學(xué)形式表達(dá)出來,并結(jié)合到模型之中。模型是認(rèn)知的集成工具,但它們也可以用來進(jìn)行實(shí)驗(yàn),以探索基于各種未來合理情景的不同結(jié)果。自USGCRP啟動(dòng)以來,這種觀測(cè)、數(shù)據(jù)分析與綜合、模型與模擬之間的持續(xù)協(xié)同合作得到了極大擴(kuò)展。全球變化的許多方面,包括氣候變化,都屬于最具挑戰(zhàn)性的科學(xué)問題,同時(shí)也與最緊迫的社會(huì)問題有關(guān)。在過去的10年里,我們?yōu)闆Q策者提供科學(xué)知識(shí)和開發(fā)信息產(chǎn)品的能力顯著增長(zhǎng)。
自USGCRP成立之初以來,全球變化研究的一項(xiàng)重要挑戰(zhàn)是發(fā)展并確保有一套全面的全球變化觀測(cè)系統(tǒng)(例如,CES[1],1989)。那時(shí),有把從一個(gè)地點(diǎn)獲取的數(shù)據(jù)集來代表全球過程,最有名的案例是來自莫納羅亞的二氧化碳記錄。然而,那時(shí)很少有數(shù)據(jù)集是真正具有全球尺度的,或者已經(jīng)進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)足以提供時(shí)間序列來對(duì)變化進(jìn)行測(cè)量。在20世紀(jì)80年代,科學(xué)界已經(jīng)開始了全球變化研究的國(guó)際規(guī)劃,并在WCRP[2]協(xié)調(diào)的各項(xiàng)目中尋找聯(lián)系。在美國(guó),美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)的科學(xué)咨詢委員會(huì)制定了一項(xiàng)研究與觀測(cè)議程,以了解全球變化(NASA,1986)。這一議程的基礎(chǔ)是建立在以下論斷上:即有可能構(gòu)建一個(gè)全球性的、基于空間的對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng),致力于了解并記載全球變化的任務(wù)。
當(dāng)時(shí)擁有的全球太空觀測(cè)計(jì)劃主要是由美國(guó)國(guó)家海洋與大氣管理局(NOAA)管理的氣象衛(wèi)星(包括極軌衛(wèi)星和地球靜止衛(wèi)星),其主要任務(wù)是為數(shù)值天氣預(yù)測(cè)模型提供數(shù)據(jù)??偟膩碚f,這些測(cè)量方法缺乏全球變化研究需要的長(zhǎng)期數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和精確性。NASA于上世紀(jì)80年代開始制定地球觀測(cè)系統(tǒng)(EOS)計(jì)劃,并于1990年10月獲得國(guó)會(huì)批準(zhǔn)“啟動(dòng)”。EOS是USGCRP整體組成的一部分,其目標(biāo)及相關(guān)的關(guān)鍵測(cè)量,均被設(shè)計(jì)用于解決本計(jì)劃制定的許多優(yōu)先事項(xiàng)(King,1999a)。EOS陳述的目的是產(chǎn)生30年時(shí)間序列的全球范圍地球系統(tǒng)各種關(guān)鍵要素的觀測(cè)數(shù)據(jù),包括陸地覆蓋變化、海洋顏色、氣溶膠濃度、平流層臭氧濃度、海平面以及許多其他重要的化學(xué)和物理屬性。1996年,國(guó)家空間政策(1996年9月19日修訂)要求NASA繼續(xù)通過EOS進(jìn)行地球觀測(cè),并將相關(guān)角色分配給國(guó)防部、能源部(DOE)和美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS)。這些機(jī)構(gòu)及其他機(jī)構(gòu)與NASA合作,共同開展USGCRP計(jì)劃。Landsat-7[3],提供由USGS存檔的土地覆蓋全球圖像,是EOS 1997年推出的首批設(shè)備之一(King,1999b)。
對(duì)土地覆蓋變化了解的極大提高,是全球觀測(cè)系統(tǒng)取得的一項(xiàng)早期成功。例如,首次關(guān)于亞馬遜盆地潮濕熱帶雨林損失的一致和可復(fù)制觀測(cè)數(shù)據(jù),都是USGCRP投資的數(shù)據(jù)(Landsat衛(wèi)星)和分析方法直接產(chǎn)生的結(jié)果(Skole和Tucker,1993)。今天,計(jì)算全球陸地生態(tài)系統(tǒng)過程的能力,如凈初級(jí)生產(chǎn)力(比如,Verma等,2014),或測(cè)量生長(zhǎng)季節(jié)長(zhǎng)度變化以及陸地生產(chǎn)力(比如,Mao等,2016),只有通過USGCRP開發(fā)的全球衛(wèi)星數(shù)據(jù)記錄才有可能實(shí)現(xiàn)。這些關(guān)于土地利用和生物生產(chǎn)力的全球調(diào)查,為廣泛的決策領(lǐng)域提供了信息,包括:從經(jīng)濟(jì)情報(bào)到饑荒預(yù)警,到有關(guān)亞馬遜河流域森林砍伐的外交,以及對(duì)魚類捕獲的商業(yè)價(jià)值估計(jì)等。
現(xiàn)在,USGCRP成立25年了,受助于本計(jì)劃的持續(xù)協(xié)調(diào)機(jī)制,如跨部門綜合觀測(cè)工作組(ObsIWG),來自太空的全球觀測(cè)數(shù)據(jù)量和種類正在變得越來越多。目前,在近地軌道有8個(gè)任務(wù)正在運(yùn)行,有超過30種儀器正在進(jìn)行觀測(cè)或正在支持計(jì)算一系列廣泛的環(huán)境條件要素,包括風(fēng)速與環(huán)流模式,二氧化碳和其他重要化學(xué)成分的大氣濃度、土地覆蓋變化、冰原、云特性、海洋鹽度、海冰以及生物圈在陸地和海洋的凈初級(jí)生產(chǎn)力[4]。通過滿足氣候數(shù)據(jù)要求以及適當(dāng)氣候數(shù)據(jù)管理方法的氣候數(shù)據(jù)不斷增加,NOAA提供了額外的全球觀測(cè)數(shù)據(jù),以滿足評(píng)估全球變化影響準(zhǔn)確性的需要[5]。NOAA在其投資仍圍繞提供數(shù)值天氣預(yù)報(bào)信息這一主要目標(biāo)的同時(shí),它仍然是美國(guó)全球變化研究及觀測(cè)所做出貢獻(xiàn)的關(guān)鍵部分。國(guó)際社會(huì)也不斷向前邁進(jìn),通過在諸如地球觀測(cè)衛(wèi)星委員會(huì)這樣的平行國(guó)際組織內(nèi)開展工作,歐盟(以及歐盟內(nèi)的個(gè)別國(guó)家)、中國(guó)、印度、巴西、日本、韓國(guó)及其他國(guó)家提供了重要觀測(cè)數(shù)據(jù),做出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
隨著全球空間觀測(cè)的范圍不斷擴(kuò)大,一些與USGCRP類似的機(jī)構(gòu)以及其他機(jī)構(gòu)逐漸開始計(jì)劃并實(shí)施機(jī)載、地面和基于海洋的觀測(cè)系統(tǒng)。主要案例包括:在西太平洋部署的熱帶海洋-全球大氣(TOGA)熱帶大氣海洋陣列[6](由USGCRP資助的WCRP(世界氣候研究計(jì)劃)計(jì)劃之一;全球變化研究小組委員會(huì),1994),包括Bio-Argo浮標(biāo)(通過國(guó)際協(xié)調(diào)努力的結(jié)果)在內(nèi)的海洋Argo浮標(biāo)[7]觀測(cè)活動(dòng)不斷擴(kuò)展,AmeriFlux[8](從以前未經(jīng)協(xié)調(diào)的陸地二氧化碳通量觀測(cè)活動(dòng)中,能源部協(xié)調(diào)部署的一個(gè)觀測(cè)網(wǎng)絡(luò))的發(fā)展,以及創(chuàng)建一個(gè)全國(guó)范圍協(xié)調(diào)一致的溫度與大氣化學(xué)觀測(cè)數(shù)據(jù)存檔中心。一個(gè)重要成就是美國(guó)在發(fā)展和實(shí)施世界海洋環(huán)流實(shí)驗(yàn)(WOCE)方面的領(lǐng)導(dǎo)作用,USGCRP為其提供了對(duì)海洋采樣與分析的主要支持,得以提供了全球首個(gè)關(guān)于全球海洋關(guān)鍵物理特征的科學(xué)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)集(全球變化研究小組委員會(huì),1999)。在WOCE之前,只有一些地區(qū)開展了全球海洋的部分描述工作。
這些在地面區(qū)域和全球觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生的觀測(cè)數(shù)據(jù),已經(jīng)在觀測(cè)數(shù)據(jù)一致性的政策辯論中提出了一些問題,正如在地表和在衛(wèi)星上測(cè)量溫度的情況一樣(見欄3)。解決這些問題是通過提供需要的數(shù)據(jù)供科學(xué)團(tuán)體分析、解釋并解決問題,同時(shí)也通過USGCRP跨部門協(xié)調(diào)機(jī)制,為科學(xué)界研究方向提供便利。
大多數(shù)來自地面和衛(wèi)星平臺(tái)的民用觀測(cè)數(shù)據(jù),不僅提供給所有聯(lián)邦機(jī)構(gòu),而且廣泛地為科學(xué)界和公眾所獲取。值得注意的是,其他國(guó)家采集的數(shù)據(jù)也在可以在全球范圍內(nèi)獲取,這是開放數(shù)據(jù)政策國(guó)際合作的成果。USGCRP通過Data.gov[9]以及美國(guó)氣候恢復(fù)性工具包[10]等支持?jǐn)?shù)據(jù)免費(fèi)開放共享,這一做法提升了科學(xué)家及其用戶群體發(fā)現(xiàn)地球系統(tǒng)中重要關(guān)系的能力。例如,土地利用變化和地方/地區(qū)干旱及降雨量變化之間的關(guān)系?;虻厍蛳到y(tǒng)在不同緯度對(duì)反射率變化的不同敏感性,或在格陵蘭島海洋洋流、冰蓋以及大氣變暖之間的復(fù)雜相互作用。此外,正如國(guó)際社會(huì)從美國(guó)開展各類活動(dòng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)中獲益一樣,美國(guó)科學(xué)也受益于可獲取許多其他國(guó)家的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
陸地、海洋和空氣間各種交換過程中的聯(lián)系,反過來又編織出一幅更精確、更全面的全球環(huán)境圖景,展示了全球環(huán)境如何因自然與人類影響而變化。諸如“指紋鑒定”這樣的新技術(shù),已可以在觀測(cè)到的全球環(huán)境變化中探測(cè)并歸因人類的影響。擁有一個(gè)我們這個(gè)不斷變化星球的更完整的圖像,具有激發(fā)敏銳的科學(xué)興趣,同時(shí)還給人類社會(huì)帶來眾多紅利,例如對(duì)流行病進(jìn)行更好的預(yù)報(bào)(Monaghan等,2016)。
欄3:協(xié)調(diào)地表和上層大氣溫度趨勢(shì) 25年前USGCRP創(chuàng)建伊始時(shí),在全球變化中最明顯、最具爭(zhēng)議的要點(diǎn)之一就是全球變暖――觀測(cè)到的全球大氣平均升溫以及預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。在上世紀(jì)90年代初,對(duì)NOAA極地軌道衛(wèi)星數(shù)據(jù)的分析顯示了在觀測(cè)到的地表變暖以及高層大氣變暖之間存在差異。這些出乎意料的結(jié)果對(duì)氣候模型來說似乎是個(gè)問題,氣候模型預(yù)計(jì)地表附近和高層大氣中的變暖情況相同,這些結(jié)果為質(zhì)疑人類活動(dòng)產(chǎn)生氣候變化的有效性提供了一個(gè)科學(xué)理由。 USGCRP認(rèn)識(shí)到這一矛盾并采取措施發(fā)展科學(xué)予以解決。首先,它于1990年代末期通過國(guó)家科學(xué)院的一項(xiàng)委托研究,檢查了觀測(cè)到的地表附近以及對(duì)流層低到中部溫度變化趨勢(shì),評(píng)估了數(shù)據(jù)的偏差和不確定性,描述了趨勢(shì)中的主要矛盾,并確定了減少不確定性和偏差所需采取的行動(dòng)(NRC,2000)。報(bào)告明確指出“過去20年,在全球平均地表溫度觀測(cè)中體現(xiàn)出的變暖趨勢(shì)無(wú)疑是真實(shí)的,明顯超過20世紀(jì)的平均升溫速率”(NRC,2000)。也就是說,在人們最直接受影響的地面上,觀測(cè)到地球正在變暖。第二年,政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)得出了類似的結(jié)論(IPCC,2001)。 國(guó)家科學(xué)院報(bào)告也提出了一些建議,以便更好地定量化估算全球平均溫度并減少測(cè)量誤差。國(guó)家科學(xué)院和IPCC的報(bào)告為以后6年的研究提供了幫助和指導(dǎo)。在此期間,由于基礎(chǔ)科學(xué)的進(jìn)步以及對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的嚴(yán)密檢查,地表附近正在變暖的結(jié)論得到增強(qiáng)。對(duì)科學(xué)界這次激烈辯論的成果作以下概括,現(xiàn)在我們對(duì)大氣動(dòng)力學(xué)的理解更透徹了,包括大氣不同層次和區(qū)域?qū)Νh(huán)境脅迫力有不同反應(yīng)的方式。此外,原始數(shù)據(jù)系列差異性的問題也已得到解決,表明衛(wèi)星和氣球的觀測(cè)結(jié)果實(shí)際上與氣候模型一致。例如,有報(bào)告稱,在對(duì)流層,不同版本數(shù)據(jù)集之間明顯趨勢(shì)差異的主要原因,是來自不同衛(wèi)星數(shù)據(jù)如何融合而造成的結(jié)果差異(CCSP,2006)。這一分析報(bào)告可見于本計(jì)劃2006年綜合評(píng)估報(bào)告:《低層大氣中的溫度趨勢(shì):了解和協(xié)調(diào)差異的步驟》(CCSP,2006)。隨后10年的觀察結(jié)果證實(shí)了現(xiàn)在使用的氣候模型的準(zhǔn)確性。 |
第4章摘譯――建立在USGCRP成就上,面向未來25年
美國(guó)全球變化研究項(xiàng)目(USGCRP)的前25年,在對(duì)全球變化的了解上取得了顯著的進(jìn)步,包括以前所未有的努力來觀測(cè)并記載自然環(huán)境和建成環(huán)境的變化,以及將科學(xué)知識(shí)用于決策制定方面作出了重大改進(jìn)。受篇幅所限,本報(bào)告僅描述了這些成就的若干亮點(diǎn)。
展望未來,本計(jì)劃應(yīng)該基于這一寶貴傳統(tǒng),為應(yīng)對(duì)當(dāng)今和未來幾十年出現(xiàn)的挑戰(zhàn)與需求做好準(zhǔn)備。在過去30年間,USGCRP及其成員機(jī)構(gòu)支持的研究團(tuán)體專注于在自然變化背景下發(fā)現(xiàn)氣候變化的信號(hào),然后分析更重要的影響將如何以及何時(shí)會(huì)變得更明顯。根據(jù)這項(xiàng)研究,可以預(yù)期氣候變化的影響將越來越明顯。因此,本計(jì)劃需要加強(qiáng)知識(shí)基礎(chǔ),以保護(hù)國(guó)家在應(yīng)對(duì)不斷加速的全球環(huán)境變化方面的利益,并與用戶合作,向各級(jí)公民、企業(yè)和政府提供及時(shí)的警告。
持續(xù)、擴(kuò)大以及協(xié)調(diào)對(duì)地觀測(cè)
目前的全球觀測(cè)系統(tǒng)已由USGCRP機(jī)構(gòu)實(shí)施,這一進(jìn)程得益于本計(jì)劃開展的正式與非正式協(xié)調(diào)工作。這些觀測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)與信息,構(gòu)成了在美國(guó)以及全球范圍內(nèi)開展全球變化科學(xué)研究的基礎(chǔ)。USGCRP的一個(gè)重要責(zé)任是確保這些數(shù)據(jù)的連續(xù)性,同時(shí)也希望擴(kuò)展觀測(cè)數(shù)據(jù)存檔,以解決新的科學(xué)問題和用戶需求。隨著各種各樣的觀測(cè)數(shù)據(jù)的開放和獲取,需求也越來越多,USGCRP的協(xié)調(diào)作用將變得更加重要。例如,對(duì)從更多樣化的平臺(tái)與來源進(jìn)行協(xié)調(diào)觀測(cè),包括由其他國(guó)家運(yùn)營(yíng)的、由私營(yíng)部門或非典型氣候科學(xué)相關(guān)的學(xué)科領(lǐng)域的平臺(tái)和來源,將會(huì)帶來新的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。
維持和擴(kuò)大地球觀測(cè),是提高對(duì)相互聯(lián)系的行星系統(tǒng)的科學(xué)認(rèn)識(shí)、為決策者提供信息產(chǎn)品等能力的核心。地球系統(tǒng)建模很復(fù)雜,需要了解大氣-海洋-陸地-冰之間相互作用的過程并納入到模型中,這就需要越來越多不同衛(wèi)星以及地面觀測(cè)數(shù)據(jù)集。迄今為止,美國(guó)已經(jīng)極大地得益于在地球觀測(cè)方面的投資,包括加強(qiáng)對(duì)極端天氣和氣候異常影響的預(yù)測(cè),使城市與社區(qū)能夠根據(jù)需要制定氣候適應(yīng)計(jì)劃。幾乎所有經(jīng)濟(jì)部門、國(guó)家安全以及為人類提供可持續(xù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),都依賴于對(duì)綜合全球地球觀測(cè)(包括衛(wèi)星和地面)的了解和使用。USGCRP一直是規(guī)劃這一觀測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵協(xié)調(diào)組,而且必須繼續(xù)承擔(dān)此核心責(zé)任。
應(yīng)用激勵(lì)型研究
全球環(huán)境變化,包括氣候變化,正在改變?nèi)祟惖纳鏃l件以及我們賴以生存的生態(tài)系統(tǒng)。全球變化研究有很大的貢獻(xiàn)——確定脆弱性及威脅,評(píng)估不同可供選擇的政策與計(jì)劃,并為個(gè)人、組織及包括國(guó)家政府在內(nèi)的機(jī)構(gòu)提供信息作判斷或決策。與許多研究一樣,全球變化科學(xué)投資的回報(bào)主要是公共產(chǎn)品(見圖2、4、5)(圖4、5見原文),使政府有責(zé)任支持這項(xiàng)研究。這類研究的使用者包括決策制定者,比如應(yīng)對(duì)干旱的農(nóng)民、制定海平面上升應(yīng)對(duì)計(jì)劃的政府機(jī)構(gòu),以及在全球變化調(diào)查中使用數(shù)據(jù)、模型并開展評(píng)估的科學(xué)團(tuán)體。
為了增加國(guó)家對(duì)全球變化研究投資的回報(bào),委員會(huì)支持在本計(jì)劃內(nèi)部開展應(yīng)用激勵(lì)型研究(Clark等,2016;Stokes,1997)。這項(xiàng)研究需要接觸廣泛的用戶,以便開展研究為決策制定者提供信息,充分利用科學(xué)發(fā)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)型研究的價(jià)值包括對(duì)地球系統(tǒng)的長(zhǎng)期觀測(cè)??紤]到對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的依賴,應(yīng)用激勵(lì)型研究對(duì)自然資源管理至關(guān)重要,例如,告知有關(guān)部門,將森林間伐作為管理工具來預(yù)防大規(guī)模森林火災(zāi)的措施。應(yīng)用激勵(lì)型研究需要熟練地把來自社會(huì)和生物自然科學(xué)的知識(shí)集成起來,與已達(dá)到的現(xiàn)實(shí)情況相比,目前這還是一種對(duì)綜合的渴望。然而,第三次國(guó)家氣候評(píng)估(NCA3)的廣泛采用表明,清楚地闡明國(guó)家的知識(shí)狀態(tài),有助于繼續(xù)就氣候變化及其潛在災(zāi)害、利益及解決方案進(jìn)行對(duì)話。這一充滿希望的跡象,也是本計(jì)劃所取得的一項(xiàng)重大成就。
該委員會(huì)認(rèn)為,作為當(dāng)前戰(zhàn)略計(jì)劃的一部分,應(yīng)用激勵(lì)型研究有很多機(jī)遇為USGCRP及其成員機(jī)構(gòu)的工作取得進(jìn)一步提高作出重大貢獻(xiàn)。例如,將目前收集的數(shù)據(jù)綜合到特定區(qū)域脆弱性指標(biāo)中(Janetos、Kenney,2015)。在開展NCA3過程中,一個(gè)工作組準(zhǔn)備了廣泛的分析,確定了一些潛在的脆弱性指標(biāo)(Kenney等,2016)。Kenney等人(2016)建議,可以將指標(biāo)分成領(lǐng)先組和滯后組。測(cè)試一組指標(biāo)能否提供關(guān)于特定地區(qū)突然變化的可靠警告,可能是一個(gè)在未來5年內(nèi)可實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。
國(guó)際參與
在全球變化科學(xué)中,美國(guó)政府機(jī)構(gòu)對(duì)必要的全球研究、數(shù)據(jù)開發(fā)和分析機(jī)構(gòu)做出了重大貢獻(xiàn)。美國(guó)所付出的這些努力,通過與其他國(guó)家的對(duì)話和協(xié)調(diào)得以加強(qiáng),促進(jìn)了對(duì)科學(xué)的了解,同時(shí)減少重復(fù)性工作。對(duì)美國(guó)各種不同的氣候研究活動(dòng)具有獨(dú)特視野的USGCRP,在以下3個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域中扮演著重要角色:聯(lián)合研究、全球觀測(cè)以及國(guó)際評(píng)估。
對(duì)地球過程的數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取與分析屬于國(guó)際任務(wù),對(duì)于了解當(dāng)前和未來潛在的變化至關(guān)重要。高效利用資源需要各國(guó)之間有效合作,從而才能開展這項(xiàng)工作。為此,USGCRP通過參與地球觀測(cè)工作組,積極支持全球觀測(cè)和數(shù)據(jù)管理。該小組協(xié)調(diào)對(duì)地球系統(tǒng)觀測(cè)的投資,并通過其全球地球觀測(cè)系統(tǒng)體系促進(jìn)信息獲取。這些數(shù)據(jù),可以用來監(jiān)測(cè)當(dāng)前影響,并預(yù)測(cè)未來在一系列氣候和發(fā)展路徑下產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。而且,不論未來如何發(fā)展,這些數(shù)據(jù)還可以用于評(píng)估適應(yīng)和減排政策與計(jì)劃的潛力,以增加社區(qū)和地區(qū)的恢復(fù)力。
USGCRP是美國(guó)參與全球變化國(guó)際評(píng)估活動(dòng)的一個(gè)聯(lián)系結(jié)點(diǎn)。例如,它參與招募、協(xié)調(diào)并支持美國(guó)參加撰寫政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)報(bào)告各章節(jié)的作者和評(píng)審者。USGCRP為國(guó)家和國(guó)際評(píng)估管理審查過程,包括協(xié)調(diào)美國(guó)的機(jī)構(gòu)開展全面評(píng)審,確??茖W(xué)發(fā)現(xiàn)的準(zhǔn)確性和魯棒性。USGCRP維護(hù)一個(gè)評(píng)審門戶,用于主持和協(xié)調(diào)美國(guó)國(guó)家對(duì)國(guó)際和其他報(bào)告的評(píng)審事務(wù)。
未來,有效協(xié)調(diào)美國(guó)相關(guān)機(jī)構(gòu)與國(guó)際活動(dòng)之間合作的需求很可能會(huì)增加。除了剛好正在開始的第6次評(píng)估報(bào)告外,IPCC正在組織3份特別報(bào)告?!堵?lián)合國(guó)氣候變化框架公約》(UNFCCC)要求在2018年前遞交一份關(guān)于全球升溫1.5度產(chǎn)生的影響報(bào)告。而且,承諾發(fā)表其他兩份特別報(bào)告:一份關(guān)于海洋與冰凍圈,另一份關(guān)于荒漠化、土地退化、土地管理、糧食安全以及溫室氣體通量。美國(guó)可以為這些活動(dòng)提供很多貢獻(xiàn),也可以從這些全球評(píng)估中學(xué)到很多,但這些都需要協(xié)調(diào),以確保其最優(yōu)秀的科學(xué)家參與其中。
此外,《巴黎協(xié)定》(于2015年12月12日,在UNFCCC第21屆締約方會(huì)議上協(xié)商一致通過)可能會(huì)對(duì)美國(guó)機(jī)構(gòu)提出更多要求,從而產(chǎn)生更大的協(xié)調(diào)需求。例如,根據(jù)協(xié)議第十一條款,發(fā)達(dá)國(guó)家締約方應(yīng)“加強(qiáng)對(duì)發(fā)展中國(guó)家締約方能力建設(shè)行動(dòng)提供支持?!边@一職責(zé)包括適應(yīng)和減排,因此需要協(xié)調(diào)跨美國(guó)數(shù)個(gè)機(jī)構(gòu)的能力?!栋屠鑵f(xié)定》第8條款納入了《華沙國(guó)際機(jī)制》中《氣候變化影響的損失和損害相關(guān)機(jī)制》(COP19,2013年11月)。華沙文本承諾,各方應(yīng)努力增進(jìn)了解與氣候有關(guān)的現(xiàn)象,以支持采取行動(dòng)來補(bǔ)償或援助受損方。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),需要解決與特定氣候事件歸因有關(guān)的具有挑戰(zhàn)性的科學(xué)問題,還需要了解潛在的脆弱性可能造成影響的程度;這些問題的解決都跨越了美國(guó)各參與氣候研究機(jī)構(gòu)的能力。
盡管這些條款的執(zhí)行細(xì)節(jié),正在《巴黎協(xié)定》各締約國(guó)進(jìn)行的談判中被制定出來,美國(guó)仍可能對(duì)這些采取的行動(dòng)呼吁,以來自美國(guó)機(jī)構(gòu)的項(xiàng)目做出貢獻(xiàn)。重要的研究問題需要基礎(chǔ)科學(xué)和長(zhǎng)期觀測(cè)來獲得滿意的答案,需要在全球范圍內(nèi)開展幾十年的協(xié)作努力。
滿足不同的需求
解決全球環(huán)境變化問題,需要不斷提高基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí),并將這些知識(shí)應(yīng)用于各個(gè)層次的決策制定者,包括政府和非政府組織、私營(yíng)部門及家庭。這種多樣化的信息需求,體現(xiàn)在參與USGCRP多樣化任務(wù)的各個(gè)機(jī)構(gòu)之中。一些機(jī)構(gòu)主要致力于為推進(jìn)公共利益進(jìn)行科學(xué)研究。一些機(jī)構(gòu)是在特定任務(wù)的背景下考慮全球變化和氣候變化,無(wú)論是促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力,管理國(guó)家公共土地和漁業(yè),或是確定氣象災(zāi)害。許多支撐研究為資源管理和其他決策提供信息。USGCRP的一個(gè)特別優(yōu)勢(shì)是它促進(jìn)了這些機(jī)構(gòu)之間的對(duì)話,使不同的任務(wù)之間便于互相提供信息(NASEM,2016)。該計(jì)劃的協(xié)調(diào)功能,在《我們不斷變化的星球》、各戰(zhàn)略規(guī)劃、歷次國(guó)家氣候評(píng)估以及其他知識(shí)與活動(dòng)的概述內(nèi)容中體現(xiàn)的最為明顯。此外,USGCRP正在進(jìn)行的對(duì)話,促進(jìn)相互了解并分享知識(shí)與資源。比如,它允許以聚焦研究的機(jī)構(gòu),了解聚焦行動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)信息的需求。反過來,它有助于聚焦行動(dòng)的機(jī)構(gòu)了解當(dāng)前科學(xué)的優(yōu)勢(shì)和局限性,并了解隨著時(shí)間的推移,研究可能會(huì)產(chǎn)生什么結(jié)果。
結(jié)論
通過跨部門伙伴關(guān)系以及與領(lǐng)軍專家的通力合作,USGCRP自成立以來,已成功推動(dòng)了全球變化科學(xué)的發(fā)展,增進(jìn)了對(duì)全球變化如何影響當(dāng)今社會(huì)以及可能如何影響未來社會(huì)的認(rèn)識(shí)。展望未來的幾十年,氣候變化和其他全球變化的影響將日益明顯。為確保國(guó)家利益,USGCRP應(yīng)該繼續(xù)開展兩項(xiàng)主要增值活動(dòng):(1)跨聯(lián)邦機(jī)構(gòu)的全球變化研究活動(dòng)戰(zhàn)略規(guī)劃與協(xié)調(diào),以及(2)高層次綜合全球變化研究成果,并與決策者和美國(guó)公眾共享。為實(shí)現(xiàn)其為美國(guó)和世界人民提供科學(xué)的目標(biāo),至關(guān)重要的舉措是,USGCRP應(yīng)繼續(xù)建立一個(gè)平衡方案,包括對(duì)地球系統(tǒng)的長(zhǎng)期觀測(cè)、發(fā)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)型研究、支持未來決策的應(yīng)用激勵(lì)型研究,減排,以及適應(yīng)。這些工作應(yīng)該在本地、區(qū)域和全球范圍等不同層次進(jìn)行。
1989年,地球科學(xué)委員會(huì)將以下作為美國(guó)全球變化研究計(jì)劃的基本依據(jù):
“在未來幾十年里,全球變化可能是這個(gè)國(guó)家和世界所面臨的最重大的社會(huì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)。
發(fā)展對(duì)全球變化預(yù)測(cè)性認(rèn)識(shí)的國(guó)家目標(biāo)是,在最真實(shí)的意義上,科學(xué)服務(wù)于人類”(CES,1989)。
盡管我們對(duì)全球變化的了解能力、觀測(cè)能力、建模和預(yù)測(cè)能力都有了重大的進(jìn)步,但仍有很多事情要做,今天,讓我們使這一理論依據(jù)成為現(xiàn)實(shí),正如前輩們之前所做的一樣。
原文題目:Accomplishments of the U.S. Global Change Research Program
(黃銘瑞、王化編譯,殷永元審核)
[1] 地球科學(xué)委員會(huì)(CES)
[2] 世界氣候研究計(jì)劃(WCRP)
[3] Landsat是NASA/USGS聯(lián)合項(xiàng)目,提供地球表面最長(zhǎng)的連續(xù)空間記錄。更多信息請(qǐng)見http://landsat.gsfc.nasa.gov/。
[4] NASA地球觀測(cè)系統(tǒng)的當(dāng)前任務(wù)和已完成的任務(wù)見網(wǎng)站:https://eospso.nasa.gov/mission-category/3。
[5] 案例請(qǐng)見NOAA國(guó)家環(huán)境信息中心在線氣候數(shù)據(jù)集:https://www.ncdc.noaa.gov/cdo-web/datasets。
[6] 見網(wǎng)站:http://www.pmel.noaa.gov/tao/。
[7] 見網(wǎng)站:http://www-argo.ucsd.edu/。
[8] 見網(wǎng)站:http://ameriflux.lbl.gov/。
[9] 獲取沿海洪災(zāi)、食品恢復(fù)力、水、生態(tài)系統(tǒng)脆弱性、人類健康、能源基礎(chǔ)設(shè)施、運(yùn)輸及北極地區(qū)相關(guān)數(shù)據(jù)與資源的網(wǎng)站,見網(wǎng)站:https://www.data.gov/climate/。
[10] 見網(wǎng)站:https://toolkit.climate.gov/ 。
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