为了连续监测地球的状况,除尘烟雾收集罩增进对地球过程的了解,提高对地球系统的预测能力,促进各国履行国际环境公约的义务,为世界各国政府合理决策本国的经济社会可持续发展提供及时的、高质量的、长期的全球信息,2005年2月16日,近60个国家的政府和欧盟签署了全球综合地球观测系统十年执行计划。该执行计划还将地球观测的应用拓展到灾害、健康、能源、气候、水资源、天气、生态系统、农业和生物多样性九个社会受益领域。
本版将集中对全球综合地球观测系统框架文件提出的九大社会收益领域分别进行介绍和说明。
减少自然和人为灾害 所造成的生命财产损失
2008年年初发生在我国南方的罕见低温雨雪冰冻灾害,向人们展示了社会在自然灾害面前的脆弱性。为了减少灾害的发生及其严重性,提高人类对自然灾害、人为诱发灾害及复合灾害事件的监测、预测、减缓和应变能力是至关重要的。这方面的进步主要依赖于利用全球综合地球观测系统的信息,这需要广泛地整合各种数据源,提高预测模拟能力,提高生产和分发决策者和公众所需的及时而准确的信息的能力。
为了提供早期预警,防止灾害转变成灾难,就需要提高灾害监测能力,而这最基本的方法就是拥有来自自然环境和人类基础设施的多源数据。为了提供及时、准确的信息,必须将现场观测资料、航空和卫星遥感资料,以及预报模式集成起来。此外,采用基本的地理信息系统来分析这些观测资料、社会-经济资料和其他有关资料,都是十分重要和必要的。
未来10年,全球综合地球观测系统将有效协调全球各业务观测系统,建立资料无偿交换和有效使用的机制,对重点区域在灾害事件前后合理分配卫星观测任务,迅速有效地调配各类卫星观测,对所关心区域进行加密观测以提高各国防灾减灾的综合能力。其主要工作将涉及到全球火灾监测,地震前兆的数据获取与分析,强海啸区域的确定,热带气旋等天气系统探测以及暴雨、龙卷风等灾害性天气的中期和短期预报,疾病、毒藻等生物灾害的监测等。
认识、监测和保护生物多样性
生物的多样性是维系人类基本物资和服务可持续供给的基础,也是维持地球所有生命的基础。生态系统服务必须依赖于充足的生物多样性,其中包括食物、纤维制品、虫害和疾病控制、新产品发现等等。建立一个统一的全球观测系统将极大地帮助生物多样性专家提高环境、农业及健康等方面的分析和预测能力。
当前,生物多样性在全球正以史无前例的速度递减,人类也逐渐认识到这一威胁,世界各国也都达成了多项国际条约和公约,旨在保护生物多样性的各个方面。其中值得一提的是《生物多样性公约》,此公约旨在力争到2010年明显降低生物多样性的丧失。据了解,目前还没有任何观测系统来支持这一目标。
未来10年,全球综合地球观测系统将推动建立一个高质量、高时效、综合的全球生物多样性观测系统,实现生物多样性数据和其他观测数据的有效整合,以实现对自然资源的科学管理,满足社会发展的多方面需求;同时为相关研究提供新的信息、模型和分析工具。
支持可持续农业防治荒漠化
据统计,全球大约有8亿人口长期受到饥饿或营养不良的折磨,且其中大部分分布在发展中国家。而在这些国家,因为土地荒漠化进程、极为多变的气候条件等因素限制了其粮食产量的可持续增长。由于土地滥用,荒漠化已经成为一个不容忽视的问题。
在低收入国家,全球综合地球观测系统将帮助小农场主和土地管理者获取基本的天气气候信息;将帮助各国及国际组织中的农业专家探测到作物减产和虫害疫情;将帮助科学家和研究人员们通过数据同化、数值模拟和食品系统分析,更好地理解气候变化对农业及食品系统所产生的潜在影响;将帮助国家决策人员制定各种多边环境协定。
未来10年,全球综合地球观测系统将有效推动干旱预警系统的业务化,建立高分辨率的水土资源定期大规模综合评估系统和协调一致的土地覆盖分类系统,协助发展中国家获取和使用地球空间数据,应对火灾、森林演替、土地退化和荒漠化、食品安全和土地利用制图等问题;还将促进国际组织及各国政府进行合作,支持农业的可持续发展。
改善陆地、近海、海洋生态系统的管理和保护
生态系统是地球上生物赖以生存的基础和必要条件,是一切自然资源产业的基础,而全球综合地球观测系统的重要作用之一就是帮助这些产业掌握资源的生产潜力和限度。
许多国际公约、协定及国家法律都倡导在生态系统管理和资源的可持续利用方面开展行动。全球综合地球观测系统注意到在多边环境公约中的“生态系统对策”,即在全面和综合的对策中要考虑到生态系统对人类活动的整体影响,注重在适当范围内做出有效决策。观测应该为这类对策提供所需要的资料。改进后的生态系统观测的主要用户将是全球、区域和国家层面自然资源管理领域的决策者。在全球层面,具体的受益者将是那些履行多边环境协议的机构。在国际和国家层面上,是环境方面的政府机构和非政府组织。
未来10年,全球综合地球观测系统在全球综合观测的基础上开发标准化的数据综合处理方法,在国际层面上协调整合有关海洋、海岸带、内陆水域和陆地生态系统的研究项目,推动数据的获取和整合以及全球变化的生物学成因和反馈机制方面研究,以提高对生态系统现状和变化趋势的监测能力,为生存资源的可持续利用做出贡献。
提高天气预报预警水平改进气象服务
台风、洪水、雷电、暴雨等灾害性天气事件影响着地球上的每一个人和每一个国家。全球的经济与社会等部门,如农业、能源、交通、航空、金融、旅游和娱乐、公共卫生、生态系统以及生物多样性,都直接地受到了温度、降雨以及其他天气状况的影响。这些行业需要更准确的、更长时效的天气预报,以提高生产效率并降低生产成本。
为了降低分析和模式初始场的误差,提高预报的准确性,延长预警时间,维护气候记录,都需要富有成效的改进地球观测,以提高观测的时效、数据的质量和长期的连续性。增加观测范围和分辨率,有针对性地加强数值天气预报需要的观测,可以加强对关键现象和过程的描述,确保更加准确和提前的预报预警。新的观测,在改进现有预报能力的同时,还能提供新的预报产品。
未来10年,全球综合地球观测系统将在三方面推动、改进天气服务。第一,为更加专业化的短期预报提供及时性、综合性和准确性的模式初始条件;第二,为减小灾害性天气的影响而开展综合观测,开发新产品;第三,呼吁世界观测组织的成员和参加组织更加关注天气领域的信息服务,实现投入的低成本和服务的高产出。
认知影响人类健康和福祉的环境因子
人们总是期望可以更加健康长寿,而这一切都决定于人类对影响人类健康的一系列复杂环境因子的认知程度。全球综合地球观测系统将推动人类获取更全面的环境因子,如空气和水体污染物、病原体、紫外辐射、极端天气事件、噪声、人口过剩等因子的观测数据,并在疾病预防、早期预警和快速决策、应对环境等方面为人类健康做出更大贡献。
未来10年,全球综合地球观测系统推动研发、测试环境灾害和疾病与卫生状况相关联的模式,提高人们对环境因子和人类健康之间关系的认识,并不断提高疾病预防、早期预警和应急响应的能力;以用户友好的界面,为健康领域提供有用的地球观测数据;通过改善获取环境数据的手段,提高污染物和致污物质的监测能力;促进对疾病的预防,为构建健康社会、人类健康持续改善做出贡献。
改善能源管理
能源问题是每个国家经济和社会发展政策等各个方面的坚强基石。天气和气候直接影响着能源部门的多种活动。
今年年初发生的罕见低温雨雪冰冻灾害造成了我国南方大部分电网瘫痪,并导致环境卫生恶化、交通停运、银行等金融机构停业。因此,从观测系统获取准确、可靠和可利用的实时数据,辅以模式的预报信息,会对经济的持续发展发挥至关重要的作用。实施全球综合地球观测系统将为目前和未来的能源系统和环境状况提供正确的认识,将促进全球能源业实现其目标。
未来10年,全球综合地球观测系统将推动观测系统及其产品与能源决策支持模型之间的相互耦合,为安全、高效、经济、可靠地加强能源的管理提供基础支撑。全球综合地球观测系统推动在预测的基础上建立能源战略计划和管理措施,取代当前大多数国家所采用的“事后”管理措施;提供与计划编制、电力和管线分布系统开发与控制、水电站业务运行、风力发电、交通管理、城市照明和建筑物空调系统等密切相关的观测数据;推动可再生能源系统的开发及其管网系统的建设,减少对不可再生能源的需求,延长不可再生能源的使用期,为风能、太阳能、水力和潮汐能的利用提供优选场址。\
认识、评估、预测、减缓和适应气候变化
气候直接影响着人类的活动与发展。气候是人类生存环境中最活跃的组成部分,也是最重要的自然资源之一。气候变化将导致人类生存环境的变化,影响社会经济活动和人民生活的方方面面。
人类活动已经影响了气候系统。我国地处东亚季风区,是世界上受气候变化影响的脆弱地区之一。未来气候变化将可能对中国旱涝灾害、水资源、生物多样性、生态系统、农林牧渔业和人居环境等带来持久的严重影响。为深入了解和认识气候系统及其变化,首先需要对涉及气候变化的各圈层进行有效的观测。
气候与环境问题已经是各国发展面临的重大问题。重新认识全球与区域气候,加强对气候变化及其影响的监测、预估不可缺少。
未来10年,全球综合地球观测系统将支持全球气候观测系统5~10年实施计划,支持大气、海洋和陆地领域5个观测系统的气候观测需求;改进对地球气候系统的理解和对气候变化预测的能力,减轻和适应气候变化及气候变率,保证社会经济的可持续发展,并尽可能减小对气候系统的扰动。
了解水循环改善水资源管理
淡水的可靠供应是保持人类健康和生态系统繁荣的重要因素之一。从社会、经济学角度来看,水缺乏和水过剩都会对社会和经济带来巨大的影响。
全球水循环——输送和播散大量、持续不断变化的固态、液态和气态的水——是地球系统中最为重要的特征之一。今天,人类对全球河流、地下水的管理导致陆地水循环格局的深刻变化,然而现在的水循环监测能力不足。在一些地表和地下水未被测量或信息匮乏的地区,监测数据的不足是水资源开发和管理的主要障碍。
在增进对水文过程与能量循环过程的理解以及保持对其持续观测能力的基础上,加强对地球水循环变化的预测是减轻与水有关的灾害和保持人类可持续发展的关键。如果能够明智地使用经过改善的、来自全球或区域的监测预测信息,就能够减少由水而引发的灾害,保护人民的生命财产安全。
未来10年,全球综合地球观测系统将力图推动观测系统、资料同化系统、预报系统以及决策支持系统的综合集成,来支持水资源管理,提升发展中国地球观测数据的应用能力;推动与水平衡有关的卫星观测数据获取;促进加强水文气象观测站的维护及其站网的国际协调;推动采用共同的标准,实现多源数据的集成和使用,开发新产品以及建立水资源数据库和水资源专家决策管理系统。 (来源于2008年3月21日《中国气象报》)