美国提出未来10年空间对地观测战略

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	美国提出未来10年空间对地观测战略
	刘学
	2018-01-15
所属快报	地球科学快报
出版年	2018
期	2
语种	中文
领域	地球科学
栏目	战略规划与政策
中文关键词	空间对地观测 ; 战略
中文摘要	2018年1月5日，美国国家科学院、工程院和医学院发布题为《让我们变化的星球繁荣发展：空间对地观测未来10年战略》（Thriving on Our Changing Planet: A Decadal Strategy for Earth Observation from Space）。报告提出了关于地球科学和应用领域的35个关键问题和5个优先观测项目，旨在为美国未来10年（2018—2027年）的空间对地观测资助布局提供重要决策支撑。该报告是美国国家科学院继2007年之后发布的第二份对地观测战略规划研究报告。本文对该报告的主要内容进行整理，以供决策参考。
情报分析_信息发布时间	2018年1月5日
情报分析_信息来源性质	科研机构
情报分析_信息来源机构	美国国家科学院、工程院和医学院
情报分析_机构类别	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	空间对地观测战略
情报分析_研究内容	1 研究目的与组织该项研究的首要任务是为环境监测和地球科学与应用领域的科研团体提供建议，以形成一套综合的、可持续的方法来指导美国政府的民用空间地球系统科学项目。2015年底，专门成立研究指导委员会，并确定由5个跨学科小组支撑其工作。每个研究小组由15名左右相关领域及跨领域专家组成。各研究小组聚焦的研究领域包括：①全球水文循环和水资源：水的流动、分布、可用性及其随时间的变化；②分钟至次季节时间尺度的天气和空气质量：大气动力学、热力学、化学及其在陆地和海洋界面之间的相互作用；③海洋和陆地生态系统以及自然资源管理：生物地球化学循环、生态系统功能、生物多样性以及影响生态健康和生态系统服务的因素；④季节至百年时间尺度的气候变率和变化：海洋、大气、陆地和冰冻圈与气候系统之间的耦合作用；⑤地表和地球深部动力学与灾害：地核、地幔、岩石圈与地表过程、系统相互作用及其所造成的灾害。 2 未来10年优先研究领域及关键问题研究从最初提交的290个问题中凝练出未来10年需要解决的地球科学及其应用领域的35个关键问题，并基于所制定的基础科学及应用目标将35个关键问题划分为3个优先等级：最重要（15个）、非常重要（10个）和重要（10个）。其中分属于6个领域的优先等级最高的15个最重要的关键问题如下：（1）水与能量循环的耦合。水循环如何变化？人为造成的气候、土地利用、用水与水资源量的变化如何在地方、区域和全球层面影响水与能量循环以及这种影响的短期和长期的后果是什么？（2）生态系统变化。地球生态系统的结构、功能和生物多样性及其如何随时空变化以及变化的原因？生态系统与大气、海洋和固体地球之间的通量（碳、水、营养和能量）及其如何变化以及变化的原因？生态系统内的通量（碳、水、营养和能量）及其如何变化以及变化的原因？（3）扩展并加强天气和空气质量预测。哪些行星边界层过程是空气表面进行能量、质量和动力交换必不可少的，以及这些过程如何影响天气预测和空气质量模拟？如何实现通过天气和空气质量等环境预测将地球系统状态预测周期缩短至1周至2个月？对流风暴、强降雨和云层为何在特定的时间和地点形成？哪些过程决定了空气污染的长期变化和趋势以及它们又如何影响人类健康、农业和生态系统？（4）减少气候不确定性和促进社会响应。如何减少未来变暖的不确定性，提升我们对局地和区域气候响应的预测水平以及如果减少全球气候敏感性的不确定性，进而推动减少未来经济影响和减缓/适应战略的不确定性？（5）海平面上升。未来十年及以后，全球和区域层面海平面上升多少？未来十年至百年，世界沿海地区的海平面如何变化？（6）地表动力学与地质灾害。如何准确预测大规模地质灾害？地质灾害如何直接影响地球系统及社会？什么样的过程和相互作用决定了地貌变化的速度？ 3 未来观测项目建议为解决列出的35个关键问题，报告建议了一些优先实施的观测项目，旨在提供相关有价值的连续性测量，并发现美国可能填补潜在空白的关键领域。与此同时，这些建议考虑到了现有的和计划中的卫星，例如欧洲航空局的新一代哨兵卫星。报告建议美国国家航空航天局（NASA）领导并实施5个“指定”优先领域的研究任务：①气溶胶与云；②对流和降水；③地表生物学和地质学；④地表形变；⑤雪、冰和海水的质量变化。按照预算经费，将5个优先观测项目分为3类：①预算经费在8亿美元内，主要针对云和气溶胶——人为驱动气候变化加速时，气溶胶和云是造成不确定性的最大因素，这些任务最终可能发展为CloudSat卫星和CALIPSO卫星（用于探测地球云层分布）的继任者，研究小组则设想可以通过接续发射任务进行重叠观测。②预算经费在6.5亿美元内，将瞄准地表变化，重点采集各种波长的图像，并且属于上个10年对地观测报告建议中未完成的任务。③预算经费在5亿美元内，包括2项任务：一项是预计在2018年初推出的一颗3亿美元的卫星，其将是刚刚结束的重力场恢复与气候实验卫星（GRACE）的继任者；另一项是一颗5亿美元的卫星，将利用雷达技术监测地表的微小运动。除上述优先级别最高的观测任务外，报告还列出了7个备选项目，称为地球系统探险者项目，包括：①大气风；②温室气体，为轨道碳观测卫星提供潜在的连续性观测；③冰层厚度，为IceSat-2卫星提供连续测量；④臭氧和痕量气体；⑤积雪深度和数量；⑥土地生态系统；⑦海表风力与洋流。这些项目每个预算在3.5亿美元以内，将在新一轮任务中遴选出3个，报告建议优先考虑温室气体、臭氧和痕量气体以及海表风力与洋流研究。
原文题名	Thriving on Our Changing Planet: A Decadal Strategy for Earth Observation from Space
原文链接	查看原文
文献类型	快报文章
条目标识符	http://119.78.100.173/C666/handle/2XK7JSWQ/181017
专题	地球科学
推荐引用方式 GB/T 7714	刘学. 美国提出未来10年空间对地观测战略. 2018.