基本介紹
- 書名：中國學科發展戰略·冰凍圈科學
- 作者：中國科學院
- ISBN：9787030566928
- 頁數：188頁
- 出版社：科學出版社
- 出版時間：2018年5月1日
- 裝幀：平裝
- 開本：16開
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
隨著氣候變化的興起，冰凍圈科學應運而生，其是一門新興的、快速發展的學科，受到人們日益廣泛的關注。總結十多年國內外發展態勢，中國科學家從冰凍圈科學概念、冰凍圈科學研究構架、冰凍圈科學學科體系等方面提出了系統的學科體系化理念，並構建了將冰凍圈與大氣圈、水圈、生物圈、岩石圈和社會經濟與可持續發展等多圈層緊密結合、開展多學科有機融合的新興交叉學科。
《中國學科發展戰略·冰凍圈科學》總結了冰凍圈科學的發展歷程，基於冰凍圈科學的基本理念，明晰了學科特點和規律，提出了未來5~10年中國冰凍圈科學應關注的關鍵科學問題和具體的研究方向，並對未來資助機制和政策提出了建議。
《中國學科發展戰略·冰凍圈科學》總結了冰凍圈科學的發展歷程，基於冰凍圈科學的基本理念，明晰了學科特點和規律，提出了未來5~10年中國冰凍圈科學應關注的關鍵科學問題和具體的研究方向，並對未來資助機制和政策提出了建議。
圖書目錄
總序 i
前言 v
摘要 ix
Abstract xiii
第一章 學科特點及科學意義 1
第一節 學科特點 1
一、冰凍圈組成要素、分類和時空尺度 1
二、冰凍圈科學內涵和範疇 3
三、冰凍圈科學發展與學科特點 5
第二節 科學意義 11
一、冰凍圈科學是氣候系統科學的前沿領域 11
二、冰凍圈科學是社會經濟與可持續發展領域的研究熱點 11
三、冰凍圈科學是生態文明建設和維護國家安全的重要支撐 12
第三節 學科研究發展態勢 13
一、冰凍圈科學向體系化發展趨勢明顯 13
二、冰凍圈學科向社會套用學科發展邁進 15
第四節 總體研究和發展思路 16
一、總體思路 17
二、若干重要領域 17
第二章 冰凍圈物理和化學過程 19
第一節 現狀與趨勢 20
一、研究歷史概要 20
二、研究現狀 23
三、國際熱點及發展趨勢 26
四、在我國面臨的發展機遇 27
第二節 未來10年發展目標 30
一、未來研究目標 30
二、未來10年目標 30
第三節 關鍵科學問題 33
一、冰凍圈主要物理過程的定量刻畫 33
二、冰凍圈水熱與動力過程及其模擬 33
三、冰凍圈現代過程與氣候環境記錄代用指標發掘 33
第四節 重要研究方向 34
一、冰凍圈主要物理參數和冰凍圈變化的監測 34
二、冰凍圈變化的機理 35
三、冰凍圈變化的動力學模擬預估 36
四、冰凍圈現代過程及其氣候環境記錄研究 37
第三章 冰凍圈與氣候模擬 39
第一節 現狀與趨勢 39
一、冰凍圈變化對大氣的反饋作用 40
二、冰凍圈對亞洲天氣、氣候的影響 42
三、冰凍圈對全球大洋環流的驅動及回響 44
四、冰凍圈的海平面效應 47
五、冰凍圈分量模式及其在地球系統模式中的耦合 49
第二節 未來10年發展目標 56
一、冰凍圈在氣候系統模式中的精細化描述 56
二、冰凍圈要素對氣候變化回響的定量化研究 57
第三節 關鍵科學問題 58
一、不同時空尺度氣候系統與冰凍圈的相互作用與反饋 58
二、冰凍圈快速變化對氣候系統影響的定量辨識 59
第四節 重要研究方向 59
一、冰凍圈分量模式與地球系統模式的耦合 59
二、冰凍圈同化系統研發 60
三、冰凍圈對全球海平面變化的影響預估 60
四、北半球高緯度冰凍圈快速變化與中低緯度極端天氣、氣候之間的關聯 61
五、北極冰凍圈變化預估及北極放大效應 61
六、青藏高原冰凍圈與季風、降水的關係 61
七、南極冰凍圈對長期氣候變化的回響及其歸因研究 62
第四章 冰凍圈與生物地球化學循環 63
第一節 現狀與趨勢 64
一、國內外發展現狀 64
二、未來發展趨勢 72
第二節 未來10年發展目標 80
第三節 關鍵科學問題 80
一、冰凍圈變化對生物地球化學循環的作用方式、時空閾值及其驅動機制 80
二、冰凍圈與生物地球化學循環變化的氣候及環境反饋影響與識別 81
第四節 重要研究方向 81
一、生態系統回響冰凍圈變化的中長期綜合觀測與多源數據集成研究 81
二、積雪與凍土變化對陸地生物地球化學過程的影響與驅動機制 82
三、冰凍圈與生物地球化學循環機理模型與未來變化趨勢預估 83
四、冰凍圈有機污染物/痕量化學物質變化的環境指示與安全風險 84
五、冰凍圈變化對海洋碳氮磷循環的影響 84
第五章 冰凍圈與水文水資源 86
第一節 現狀與趨勢 87
一、國內外發展現狀 87
二、未來發展趨勢 94
第二節 未來10年發展目標 105
一、發展和完善冰凍圈水文學的理論和方法體系 105
二、深化對巨觀尺度冰凍圈水循環過程及其影響的科學認識 105
三、精細化流域冰凍圈水文過程及定量評估冰凍圈水資源影響 106
第三節 關鍵科學問題 107
一、定量認識不同冰凍圈水文要素的水文水資源效應 107
二、準確判斷不同冰凍圈水文過程的時空尺度 108
第四節 重要研究方向 108
第六章 冰凍圈與地表環境 111
第一節 現狀與趨勢 112
一、冰凍圈變化與侵蝕過程 112
二、發展趨勢 116
第二節 未來10年發展目標 121
一、冰凍圈災害的演化機理 121
二、冰凍圈地貌過程的機理研究 121
第三節 關鍵科學問題 122
一、冰凍圈變化對氣候變化的回響機理 122
二、冰凍圈多尺度能量水分循環對地表環境的影響機理 123
第四節 重要研究方向 124
一、寒區地表化學風化 124
二、冰川消融、海平面上升與海岸帶過程 125
三、凍土退化與地表環境 125
四、冰凍圈災害 126
第七章 冰凍圈與重大工程 128
第一節 現狀與趨勢 129
一、國內外研究現狀 129
二、未來發展趨勢 137
第二節 未來10年發展目標 141
一、完善重大工程監測網路體系，加強重大工程穩定性技術和安全保障預警系統研發與預測方法研究 141
二、闡明冰凍圈要素與重大工程的互饋關係及其環境、災害效應 142
三、提出冰凍圈作用區重大工程對氣候變化的應對策略，研發適應氣候變化重大工程安全保障的關鍵技術 142
第三節 關鍵科學問題 142
一、冰凍圈環境變化與重大工程的互饋關係 143
二、冰凍圈重大工程的致災機理及其環境效應 143
三、冰凍圈重大工程的服役性、可靠性評價與安全保障技術 144
第四節 重要研究方向 144
一、冰凍圈作用區重大工程的災害和環境效應及風險評估 145
二、冰凍圈環境與重大工程的熱力作用機制及其反饋效應 145
三、冰凍圈作用區重大工程建設安全與保障的關鍵技術 146
四、水熱力相互作用機理及其預測方法 147
第八章 冰凍圈與可持續發展 149
第一節 現狀與趨勢 149
一、國內外發展現狀 149
二、未來發展趨勢 157
第二節 未來10年發展目標 160
一、構建冰凍圈與社會經濟耦合模型，量化冰凍圈變化對社會經濟的影響 160
二、冰凍圈變化風險的適應途徑與措施 160
三、確定冰凍圈可利用的資源形態，量化冰凍圈服務功能及其價值 161
四、揭示冰凍圈變化與國際地緣關係，開發應對方案與適應戰略 161
第三節 關鍵科學問題 162
一、定量化認識冰凍圈變化的影響 162
二、建立冰凍圈服務功能測評體系 162
三、開發冰凍圈與社會經濟適應模型 163
第四節 重要研究方向 163
一、冰凍圈服務功能及其價值評估體系化研究 164
二、冰凍圈與國際地緣關係研究 165
三、冰凍圈災害風險評估與管控研究 167
四、冰凍圈變化影響的適應研究 167
第九章 資助機制與政策建議 169
第一節 學科建設 170
第二節 人才隊伍建設 171
第三節 平台與監測能力建設 172
第四節 資助機制和政策建議 174
參考文獻 177
關鍵字索引 186
前言 v
摘要 ix
Abstract xiii
第一章 學科特點及科學意義 1
第一節 學科特點 1
一、冰凍圈組成要素、分類和時空尺度 1
二、冰凍圈科學內涵和範疇 3
三、冰凍圈科學發展與學科特點 5
第二節 科學意義 11
一、冰凍圈科學是氣候系統科學的前沿領域 11
二、冰凍圈科學是社會經濟與可持續發展領域的研究熱點 11
三、冰凍圈科學是生態文明建設和維護國家安全的重要支撐 12
第三節 學科研究發展態勢 13
一、冰凍圈科學向體系化發展趨勢明顯 13
二、冰凍圈學科向社會套用學科發展邁進 15
第四節 總體研究和發展思路 16
一、總體思路 17
二、若干重要領域 17
第二章 冰凍圈物理和化學過程 19
第一節 現狀與趨勢 20
一、研究歷史概要 20
二、研究現狀 23
三、國際熱點及發展趨勢 26
四、在我國面臨的發展機遇 27
第二節 未來10年發展目標 30
一、未來研究目標 30
二、未來10年目標 30
第三節 關鍵科學問題 33
一、冰凍圈主要物理過程的定量刻畫 33
二、冰凍圈水熱與動力過程及其模擬 33
三、冰凍圈現代過程與氣候環境記錄代用指標發掘 33
第四節 重要研究方向 34
一、冰凍圈主要物理參數和冰凍圈變化的監測 34
二、冰凍圈變化的機理 35
三、冰凍圈變化的動力學模擬預估 36
四、冰凍圈現代過程及其氣候環境記錄研究 37
第三章 冰凍圈與氣候模擬 39
第一節 現狀與趨勢 39
一、冰凍圈變化對大氣的反饋作用 40
二、冰凍圈對亞洲天氣、氣候的影響 42
三、冰凍圈對全球大洋環流的驅動及回響 44
四、冰凍圈的海平面效應 47
五、冰凍圈分量模式及其在地球系統模式中的耦合 49
第二節 未來10年發展目標 56
一、冰凍圈在氣候系統模式中的精細化描述 56
二、冰凍圈要素對氣候變化回響的定量化研究 57
第三節 關鍵科學問題 58
一、不同時空尺度氣候系統與冰凍圈的相互作用與反饋 58
二、冰凍圈快速變化對氣候系統影響的定量辨識 59
第四節 重要研究方向 59
一、冰凍圈分量模式與地球系統模式的耦合 59
二、冰凍圈同化系統研發 60
三、冰凍圈對全球海平面變化的影響預估 60
四、北半球高緯度冰凍圈快速變化與中低緯度極端天氣、氣候之間的關聯 61
五、北極冰凍圈變化預估及北極放大效應 61
六、青藏高原冰凍圈與季風、降水的關係 61
七、南極冰凍圈對長期氣候變化的回響及其歸因研究 62
第四章 冰凍圈與生物地球化學循環 63
第一節 現狀與趨勢 64
一、國內外發展現狀 64
二、未來發展趨勢 72
第二節 未來10年發展目標 80
第三節 關鍵科學問題 80
一、冰凍圈變化對生物地球化學循環的作用方式、時空閾值及其驅動機制 80
二、冰凍圈與生物地球化學循環變化的氣候及環境反饋影響與識別 81
第四節 重要研究方向 81
一、生態系統回響冰凍圈變化的中長期綜合觀測與多源數據集成研究 81
二、積雪與凍土變化對陸地生物地球化學過程的影響與驅動機制 82
三、冰凍圈與生物地球化學循環機理模型與未來變化趨勢預估 83
四、冰凍圈有機污染物/痕量化學物質變化的環境指示與安全風險 84
五、冰凍圈變化對海洋碳氮磷循環的影響 84
第五章 冰凍圈與水文水資源 86
第一節 現狀與趨勢 87
一、國內外發展現狀 87
二、未來發展趨勢 94
第二節 未來10年發展目標 105
一、發展和完善冰凍圈水文學的理論和方法體系 105
二、深化對巨觀尺度冰凍圈水循環過程及其影響的科學認識 105
三、精細化流域冰凍圈水文過程及定量評估冰凍圈水資源影響 106
第三節 關鍵科學問題 107
一、定量認識不同冰凍圈水文要素的水文水資源效應 107
二、準確判斷不同冰凍圈水文過程的時空尺度 108
第四節 重要研究方向 108
第六章 冰凍圈與地表環境 111
第一節 現狀與趨勢 112
一、冰凍圈變化與侵蝕過程 112
二、發展趨勢 116
第二節 未來10年發展目標 121
一、冰凍圈災害的演化機理 121
二、冰凍圈地貌過程的機理研究 121
第三節 關鍵科學問題 122
一、冰凍圈變化對氣候變化的回響機理 122
二、冰凍圈多尺度能量水分循環對地表環境的影響機理 123
第四節 重要研究方向 124
一、寒區地表化學風化 124
二、冰川消融、海平面上升與海岸帶過程 125
三、凍土退化與地表環境 125
四、冰凍圈災害 126
第七章 冰凍圈與重大工程 128
第一節 現狀與趨勢 129
一、國內外研究現狀 129
二、未來發展趨勢 137
第二節 未來10年發展目標 141
一、完善重大工程監測網路體系，加強重大工程穩定性技術和安全保障預警系統研發與預測方法研究 141
二、闡明冰凍圈要素與重大工程的互饋關係及其環境、災害效應 142
三、提出冰凍圈作用區重大工程對氣候變化的應對策略，研發適應氣候變化重大工程安全保障的關鍵技術 142
第三節 關鍵科學問題 142
一、冰凍圈環境變化與重大工程的互饋關係 143
二、冰凍圈重大工程的致災機理及其環境效應 143
三、冰凍圈重大工程的服役性、可靠性評價與安全保障技術 144
第四節 重要研究方向 144
一、冰凍圈作用區重大工程的災害和環境效應及風險評估 145
二、冰凍圈環境與重大工程的熱力作用機制及其反饋效應 145
三、冰凍圈作用區重大工程建設安全與保障的關鍵技術 146
四、水熱力相互作用機理及其預測方法 147
第八章 冰凍圈與可持續發展 149
第一節 現狀與趨勢 149
一、國內外發展現狀 149
二、未來發展趨勢 157
第二節 未來10年發展目標 160
一、構建冰凍圈與社會經濟耦合模型，量化冰凍圈變化對社會經濟的影響 160
二、冰凍圈變化風險的適應途徑與措施 160
三、確定冰凍圈可利用的資源形態，量化冰凍圈服務功能及其價值 161
四、揭示冰凍圈變化與國際地緣關係，開發應對方案與適應戰略 161
第三節 關鍵科學問題 162
一、定量化認識冰凍圈變化的影響 162
二、建立冰凍圈服務功能測評體系 162
三、開發冰凍圈與社會經濟適應模型 163
第四節 重要研究方向 163
一、冰凍圈服務功能及其價值評估體系化研究 164
二、冰凍圈與國際地緣關係研究 165
三、冰凍圈災害風險評估與管控研究 167
四、冰凍圈變化影響的適應研究 167
第九章 資助機制與政策建議 169
第一節 學科建設 170
第二節 人才隊伍建設 171
第三節 平台與監測能力建設 172
第四節 資助機制和政策建議 174
參考文獻 177
關鍵字索引 186
