三极大数据服务三极地球系统科学研究和极地治理

地球大数据正成为继经验、理论和计算范式之后的数据密集型科学范式的典型代表，成为驱动地球科学创新发展和地球科学发现的新引擎。集成三极多要素数据、三极多圈层模型和大数据分析方法，构建三极大数据共享与服务平台，开展三极生态环境演变及其对社会经济的影响研究，对提升三极地球系统的研究深度、综合科学认知水平及我国倡导的“极地治理”，具有非常重要的现实及战略意义。

近期，中国科学院青藏高原研究所、国家青藏高原科学数据中心主任李新研究员及其合作者的研究成果在美国气象学会期刊Bulletin of the American Meteorological Society（BAMS）以“CASEarth Poles: Big Data for the Three Poles”为题发表，系统介绍了三极大数据平台（以下简称平台）的建设背景、目标、方案、平台体系和平台网站，数据编目和特色数据、三极多圈层模型库和三极大数据分析方法库，该平台有望在解决三极地球系统科学关键问题和开展极地决策支持服务方面发挥重要作用。

平台在数据方面，已汇聚了2512个三极生态与环境多要素科学数据集/产品；在模型方面，汇集了14个具有代表性的冰冻圈模型、水循环模型、生态系统模型、多圈层气候模型；在数据分析方法方面，汇集了7大类（包括：机器学习、数据同化、参数估计、时间序列分析、高级地统计、后处理、因果分析）共计43种共性数据挖掘方法，初步具备了三极大数据在线挖掘分析能力；在科学研究和决策支持方面，基于三极大数据共享和服务平台所集成的数据、模型和大数据分析方法，开展三极气候与环境关键要素（比如：气温、降水、植被、海冰、冻土、冰川稳定性、径流、气溶胶、微生物等）的时空变化研究，揭示关键要素变化机制及不同要素间变化的关联性，如三极气溶胶与冰川变化。同时，该平台支持三极气候与环境关键要素变化的同步性、异步性和遥相关研究，例如南北极海冰变化与北半球中纬度气候变化之间的反馈过程和影响机理。

平台还打破了当前三极科学数据共享的瓶颈，有利于推动对极地多圈层交互过程与机理、气候与环境要素遥相关关系、冰冻圈变化、生态变化、水文变化、气候变化的深度研究。基于平台开展的科学研究可提高北极海冰预报系统的海冰监测与预报能力，提供实时海冰预报信息服务，为北极航道规划、极地可持续发展和极地治理提供更好的决策支持。全球用户都能在统一的共享与交换标准下公开访问和使用由平台集成的数据、方法、模型，共同推动基于大数据驱动的三极科学研究。

该研究得到了中国科学院A类战略性先导科技专项“时空三极环境”项目（XDA19070000）的资助。

论文信息：Li, X., Che, T., Li, X. W., Wang, L., Duan, A. M., Shangguan, D. H., Pan, X. D., Fang, M., & Bao, Q. 2020: CASEarth Poles: Big Data for the Three Poles. Bulletin of the American Meteorological Society, 101(9), E1475–E1491.

论文链接：https://journals.ametsoc.org/bams/article/101/9/E1475/345605/CASEarth-Poles-Big-Data-for-the-Three-Poles

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