目錄
“地球大數據科學論叢”序
序
前言
第1章 地球三極與聯合國可持續(xù)發(fā)展目標 1
1.1 引言 3
1.2 地球三極對全球可持續(xù)發(fā)展至關重要 7
1.2.1 氣候行動的關鍵區(qū)域 7
1.2.2 全球生態(tài)系統服務的中堅力量 9
1.2.3 地球三極對實現全球可持續(xù)發(fā)展目標具有重要影響 13
1.3 地球三極SDG的研究現狀 16
1.3.1 北極可持續(xù)發(fā)展目標探索與實踐 19
1.3.2 南極海洋保護與可持續(xù)發(fā)展目標 22
1.3.3 第三極(青藏高原)可持續(xù)發(fā)展目標 23
1.4 地球三極SDG研究面臨的科學挑戰(zhàn) 25
參考文獻 26
第2章 三極未來氣候變化預估 31
2.1 北極氣候變化的未來預估 34
2.1.1 北極海溫和氣溫變化的未來預估 34
2.1.2 影響北極和中緯度天氣的大氣環(huán)流的未來預估 36
2.1.3 北極海冰變化及其氣候影響的未來預估 41
2.1.4 北極極端溫度變化的未來預估 48
2.2 南極氣候變化的未來預估 50
2.2.1 南極海溫和氣溫變化的未來預估 50
2.2.2 南極海冰變化的未來預估 53
2.2.3 南極極端溫度變化的未來預估 54
2.3 青藏高原氣候變化的未來預估 57
2.3.1 高原溫度變化及其影響的未來預估 57
2.3.2 高原降水變化的未來預估 64
2.3.3 高原極端溫度和降水變化的未來預估 66
2.4 三極未來氣候變化的對比 71
2.4.1 三極海溫、氣溫和海冰未來預估的對比 71
2.4.2 三極極端溫度未來預估的對比 73
2.5 本章小結 76
參考文獻 76
第3章 三極冰凍圈災害及應對 87
3.1 致災因子分析 90
3.1.1 冰崩 90
3.1.2 冰川躍動 92
3.1.3 冰湖潰決洪水 94
3.1.4 熱融滑塌 96
3.1.5 冰蓋與山地冰川融化引起的海平面上升 99
3.2 影響分析 100
3.2.1 冰崩的影響 101
3.2.2 冰川躍動 102
3.2.3 冰湖潰決洪水及鏈式災害 103
3.2.4 熱融滑塌災害及其工程影響 104
3.2.5 海平面上升 107
3.3 應對 108
3.3.1 極地地區(qū) 109
3.3.2 青藏高原 113
3.4 本章小結 116
參考文獻 117
第4章 陸地水與生態(tài) 125
4.1陸地水資源變化 127
4.1.1 北極地區(qū) 128
4.1.2 南極地區(qū) 129
4.1.3 青藏高原地區(qū) 130
4.2 陸地生態(tài)系統變化 134
4.2.1 土地覆被 135
4.2.2 動植物多樣性 141
4.2.3 土壤微生物多樣性 144
4.2.4 雪冰微生物多樣性 149
4.3 清潔能源與碳中和 152
4.3.1 第三極太陽能和風能潛力 153
4.3.2 氣候變暖背景下的多年凍土變化對碳循環(huán)的影響 159
4.4本章小結 161
參考文獻 162
第5章 極地海域環(huán)境變化 174
5.1 北冰洋環(huán)境條件及其變化 176
5.1.1 北冰洋的主要環(huán)境因素 176
5.1.2 營養(yǎng)元素的生物地球化學循環(huán) 180
5.1.3 海洋生物對氣候變化的響應 182
5.1.4 人類活動的影響 194
5.2 南極海洋環(huán)境 197
5.2.1 南極海洋溫度、鹽度及水團變化 197
5.2.2 南大洋營養(yǎng)鹽、葉綠素等生源要素 202
5.2.3 極地生物生態(tài) 209
5.3 本章小結 220
參考文獻 220
第6章 三極SDG大數據平臺 232
6.1 三極SDG大數據平臺建設目標及意義 233
6.2 三極SDG大數據平臺設計及實現 234
6.2.1 總體設計 235
6.2.2 數據庫 237
6.2.3 方法庫 237
6.2.4 模型庫 238
6.3 三極SDGs數據集成與開放共享 239
6.3.1 三極SDGs數據共享理念和機制 239
6.3.2 三極SDGs數據資源及共享 241
6.4 三極SDGs信息服務與決策支持 245
6.4.1 三極SDGs數據可視化服務 245
6.4.2 北極海冰預報 250
6.4.3 北極冰區(qū)航線智能規(guī)劃 254
6.5 本章小結 259
參考文獻 259
第7章 支持可持續(xù)發(fā)展的大數據產品 262
7.1 冰凍圈大數據產品 266
7.1.1 冰川與冰蓋產品 266
7.1.2 積雪與多年凍土產品 271
7.1.3 海冰和河湖冰 280
7.2 大氣大數據產品 289
7.2.1 大氣氣溶膠類型數據產品 289
7.2.2 大氣氣溶膠光學厚度數據產品 292
7.2.3 太陽輻射數據產品 298
7.2.4 大氣化學成分數據產品 304
7.3 極地生態(tài)大數據產品 309
7.3.1 極地植被生長動態(tài)遙感評估 309
7.3.2 極地植被物候遙感估算 312
7.3.3 極地溫室氣體排放的元分析集成 315
7.4 青藏高原水資源大數據產品 318
7.4.1 產品概述 318
7.4.2 產品生產與精度評估 319
7.4.3 產品分析 321
7.5 泛北極和第三極城市大數據產品 323
7.5.1 全球10米分辨率不透水面數據產品 323
7.5.2 泛北極和第三極城市土地利用效率監(jiān)測與評估 327
參考文獻 329
第8章 實現極地可持續(xù)發(fā)展目標的路徑探討 337
8.1 三極可持續(xù)發(fā)展研究——時空三極環(huán)境項目的貢獻 339
8.1.1 大數據平臺支撐三極SDGs數據集成與服務 339
8.1.2 科學發(fā)現助力SDG目標13——全球氣候行動 342
8.1.3 可持續(xù)發(fā)展評估支持極地治理決策 344
8.1.4 可持續(xù)發(fā)展評估案例 345
8.2 實現極地可持續(xù)發(fā)展目標的科技路徑探討 357
8.2.1 修訂三極地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展目標與指標 358
8.2.2 極地數據基礎設施和觀測能力建設 359
8.2.3 加強極地與全球的遠程耦合研究 361
8.3 實現極地可持續(xù)發(fā)展的政策路徑探討 362
8.3.1 北極地區(qū) 362
8.3.2 南極地區(qū) 366
8.3.3 第三極：青藏高原 368
8.3.4 三極聯動、多邊合作促進可持續(xù)發(fā)展 370
參考文獻 371
附表 三極SDG平臺重要數據集 376