南极、北极和以青藏高原为主体的第三极统称为地球的“三极”。地球三极研究是地球系统科学多圈层耦合研究及“未来地球”自然–社会科学交叉研究的制高点。然而,当前三极科学研究存在数据分散、共享机制缺失等问题,并且在重大科学发现所需的信息挖掘的模型与方法研究上存在短板,限制了为我国极地活动能力和治理能力提供科技支撑的水平。
由“时空三极环境”项目负责人中国科学院青藏高原研究所李新研究员、项目骨干中国科学院西北生态环境资源研究院车涛研究员、中国科学院空天信息创新研究院李新武研究员、中国科学院青藏高原研究所王磊研究员、中国科学院大气物理研究所段安民研究员和中国科学院西北生态环境资源研究院上官冬辉研究员等在美国气象学会会刊Bulletin of the American Meteorological Society (BAMS)以“CASEarth Poles: Big Data for the Three Poles”为题发表评述论文,系统介绍了团队承担的战略性先导科技专项 “时空三极环境” ,阐述了该项目的设计理念、任务体系、研究目标、研究内容、数据平台及主要科学问题。该成果被BAMS以“Pole(ing) Data: Advancing Environment and Climate Knowledge with CASEarth Poles”为题选为2020年第12期纸质版的封面文章(图1),并被BAMS以“CASEarth Poles: Big Data for Integrated Science”为题以改编版(adaptation)方式专题报道,报道中指出:“CAS Earth Poles作为首个以大数据支撑三极集成研究的科学平台,预期将有效解决目前三极研究方法落后、数据分布分散、科学研究缺乏深度、整体和集成研究不足的局面。”。李新研究员在改编版答问中也进一步展望了“时空三极环境”平台将致力于利用最新的三极大数据、大数据分析方法、云存储等技术构建极地信息基础设施,最终支持极地多源数据的互操作、极地环境变化的在线分析、模拟和可视化,以及服务极地治理和极地可持续发展。
图1 三极大数据平台及相关成果被选为BAMS2020年12期封面
“时空三极环境”项目是地球大数据工程专项的重要组成部分,该项目以服务极地科学和极地治理为核心目标,集成三极地面、遥感和模型多源数据,建立数据、产品、共享、模拟、挖掘、同化、展示一体化的三极地球大数据平台。基于此平台开展大数据范式支持的三极冰冻圈、气候、水文、生态、可持续发展综合研究,开展海冰预报、极地重大工程决策等信息服务(图2),并重点研究三极关键要素的关联性、同步性/异步性及遥相关机制、三极气候系统多圈层相互作用及其影响。目前,“时空三极环境”项目已产生了系列研究成果,并在国际上产生了重要影响。
图2 “时空三极环境”项目的整体框架和科学目标
成果信息:
Li, X., Che, T., Li, X. W., Wang, L., Duan, A. M., Shangguan, D. H., and Pan, X. D., Fang, M., Bao, Q. 2020. CASEarth Poles: Big Data for the Three Pole. Bulletin of the American Meteorological Society, 101 (9): E1475–E1491. doi:10.1175/BAMS-D-19-0280.
论文链接:
https://doi.org/10.1175/BAMS-D-19-0280.1