青藏高原所等在時空三極環境大數據平台研究中獲進展

地球大數據正成為繼經驗、理論和計算範式之後數據密集型科學範式的代表，成為驅動地球科學創新發展和地球科學發現的新引擎。集成三極多要素數據、三極多圈層模型和大數據分析方法，構建三極大數據共享與服務平台，開展三極生態環境演變及其對社會經濟的影響研究，對提升三極地球系統的研究深度、綜合科學認知水平及我國倡導的“極地治理”，具有重要意義。

近期，中國科學院青藏高原研究所研究員、國家青藏高原科學數據中心主任李新及其合作者在 Bulletin of the American Meteorological Society（ BAMS）上，發表題為 CASEarth Poles：Big Data for the Three Poles的論文，介紹三極大數據平台（以下簡稱“平台”）的建設背景、目標、方案、平台體系和平台網站（圖1），數據編目和特色數據、三極多圈層模型庫和三極大數據分析方法庫（圖2），該平台有望在解決三極地球系統科學關鍵問題、開展極地決策支持服務中發揮重要作用（圖3）。

在數據方面，平台匯聚2512個三極生態與環境多要素科學數據集/產品；在模型方面，彙集14個具有代表性的冰凍圈模型、水循環模型、生態系統模型、多圈層氣候模型；在數據分析方法方面，彙集7大類（包括機器學習、數據同化、參數估計、時間序列分析、高級地統計、後處理、因果分析）共43種共性數據挖掘方法，初步具備三極大數據在線挖掘分析能力；在科學研究和決策支持方面，基於三極大數據共享和服務平台所集成的數據、模型和大數據分析方法，開展三極氣候與環境關鍵要素（如氣温、降水、植被、海冰、凍土、冰川穩定性、徑流、氣溶膠、微生物等）的時空變化研究，揭示關鍵要素變化機制及不同要素間變化的關聯性（如三極氣溶膠與冰川變化）。該平台支持三極氣候與環境關鍵要素變化的同步性、異步性和遙相關研究，如南北極海冰變化與北半球中緯度氣候變化之間的反饋過程和影響機理。

該平台有利於推動對極地多圈層交互過程與機理、氣候與環境要素遙相關關係、冰凍圈變化、生態變化、水文變化、氣候變化的深度研究。基於平台開展的科學研究，可提高北極海冰預報系統的海冰監測與預報能力，提供實時海冰預報信息服務，為北極航道規劃、極地可持續發展和極地治理提供更好的決策支持。全球用户能夠在統一的共享與交換標準下，公開訪問和使用由平台集成的數據、方法、模型，推動基於大數據驅動的三極科學研究。研究工作得到中科院戰略性先導科技專項（A類）“時空三極環境”項目的資助。

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