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“協同”與“關聯”:極地科學研究迎來新機遇

  “21世紀,我們已經從單一的固體地球科學走向了地球系統科學,青藏高原與極地將會是地球系統科學理論創新的一個策源地?!苯?,在中國科學院青藏高原研究所(以下簡稱中科院青藏高原所)等單位主辦的第二屆“高極-三極”青年創新論壇上,中科院院士、中科院青藏高原所所長陳發虎指出,三極地區作為全球生態環境的重要屏障和關鍵紐帶,以及全球氣候變化的敏感區和脆弱區,“三極”地區的研究已日益成為全球科研的前沿和熱點。

  南極、北極,以及有“世界第三極”之稱的青藏高原地區,被稱為地球“三極”。在全球氣候變化的背景下,三極地區的變化帶來了一系列全球氣候、生態、環境和資源的問題,三極地區之間關聯及其相互作用也對人類生存環境產生了影響。

  中國科學家對三極地區的科學考察和研究由來已久,經歷了從單一學科研究到跨學科、跨領域的綜合/交叉合作研究的發展,取得了重要的科學成果,由中國科學家主導的“三極環境與氣候變化國際大科學”計劃也正在穩步推進中。然而,“三極”地區仍有許多未知的科學謎題等待破解,新技術的發展,與“一帶一路”和“人類命運共同體”倡議使得“三極”研究迎來了新的機遇。

  中科院青藏高原所研究員趙俊猛認為,“系統科學”和“辯證思維”是開展極地科考和研究的重要學術思想。過去30多年,他帶領團隊從印度大陸碰撞、西藏板塊發育,到塔里木板塊旋轉、西部水汽通道關閉,以及西北部干旱化提前、對資源環境影響等過程,揭示了中國西部盆山體系與青藏高原協同演化規律,這正是一個系統性的研究。

  三極變化及其影響的關聯機制更需要系統性考察研究?!跋M軌蛟谀蠘O也開展一個包含眾多地球物理手段的國際地學計劃(CROSS計劃),該計劃通過南極點穿過南極大陸完成一個‘十字’形的廊帶綜合探測研究。沿相互垂直的兩個廊帶完成地質學、地球物理學、地球化學、生態、環境、大氣等綜合科學考察。以此為基礎,研究南極與‘第三極’青藏高原的成因聯系,建立南極大陸地球科學的理論體系,占領世界南極研究的制高點?!壁w俊猛說。

  地球大數據正成為繼經驗、理論和計算范式之后的數據密集型科學范式的典型代表,成為驅動地球科學創新發展和地球科學發現的新引擎。

  中國科學院空天信息創新研究院副研究員邱玉寶也表示:“三極數據保存在不同的機構、數據中心,雖然大部分是開放的,但是不同的數據中心都是以不同的標準運行的,缺乏有效的數據交換共享獲取的策略,我們依然期望獲取包括元數據、實體數據、協議,共享數據及其數據規劃等內容,滿足三極科學數據共享和互操作基礎?!?/p>

  “三極變化同步性、異步性、關聯性和遙相關的科學機理尚不清晰,三極作為一個整體對全球變化的協同影響研究較少,極有必要開展地球大數據時代的新范式研究?!眹仪嗖馗咴茖W數據中心主任、中科院青藏高原所研究員李新說,在中科院“時空三極環境”項目的支持下,科學家們正在建立三極大數據和服務平臺,提升對三極地球系統的深度科學認識,服務國家“極地治理”的目標和重大需求。

  “一帶一路”的核心地帶,是以青藏高原為核心的第三極以及受其影響的東亞、南亞、中亞、中東歐等泛第三極地區,是未來全球氣候變化影響不確定性最大的地區。2018年,由中科院倡議的“一帶一路”國際科學組織聯盟正式成立,且秘書處落戶青藏所,這也為解決“一帶一路”沿線地區面臨的問題提供強有力的科技支撐。

  “隨著綜合國力提升,我國‘第三極’科學研究領域已處于世界領先的主導地位。未來,青年學者是‘三極’研究的主力軍和創新的動力源泉,應抓住極地強國與“一帶一路”建設的有利時機,腳踏實地、勇闖三極?!标惏l虎寄語青年人。

  論壇當天,來自相關高校、中科院相關科研院所的上百名青年學者圍繞三極極端環境與氣候變化等前沿熱點科學和技術問題進行了專題報告和討論。


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