推动气候模拟的美国国家战略 [A National Strategy for Advancing Climate Modeling] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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推动气候模拟国家战略委员会 著，周天军，邹立维 等 译

图书标签:

• 气候模型
• 气候模拟
• 国家战略
• 美国
• 科学研究
• 地球科学
• 环境科学
• 政策
• 预测
• 计算科学

出版社： 气象出版社

ISBN：9787502960063

版次：1

商品编码：11622626

包装：平装

外文名称：A National Strategy for Advancing Climate Modeling

开本：16开

出版时间：2014-12-01

用纸：胶版纸

页数：320

正文语种：中文

内容简介

　　全球变暖已经是21世纪环境和社会的重要问题。同其他科学技术领域一样，在过去50年里，大尺度模型已经成为气候变化的研究工具。气候模式始于美国。由于模式、计算需求和人员需求变得更加复杂，美国需要认识到现有的不足并改进，以求使气候变化工作者能够更积极有效的工作。国家应该重视传统和奖励、激励制度，并且应该进行长远的规划，这样气候模拟工作才会高效发展。《推动气候模拟的美国国家战略》介绍了气候变化的背景，气候模拟的流程和推动气候模拟的策略。可以为气候变化工作者和决策者提供参考。

目录

中译本序一
中译本序二
译者前言
前言
致谢
总结

第一部分 背景材料
1 引言
2 来自以前的气候模拟报告的教训

第二部分 气候模拟当前存在的问题
3 发展气候模式的战略：模式层级、分辨率和复杂性
4 科学前沿
5 综合气候观测系统和地球系统分析
6 描述、量化、传达的不确定性
7 气候模式发展的人力资源
8 美国气候模拟界和其他国际国内工作的关系
9 业务气候模拟和数据分发战略

第三部分 推动气候模拟的战略
10 计算平台——挑战和机遇
11 天气和气候模拟间的协作
12 与用户和教育界的联系
13 优化美国研究机构设置的策略
14 推动气候模拟的国家战略

参考文献
附录A 声明
附录B 信息收集
附录C 委员会成员介绍（自传）
译者后记

图书简介：推动气候模拟的美国国家战略 书名：《推动气候模拟的美国国家战略》 引言：刻不容缓的时代需求 气候变化已成为我们这个时代最紧迫的全球性挑战之一。从极端天气事件的频率和强度增加，到海平面上升对沿海社区的威胁，再到对全球粮食安全和水资源分配的影响，气候变化的现实已不容忽视。要有效应对这些挑战，决策者、科学家、工程师和规划者必须拥有可靠、精细、具有前瞻性的气候信息。而这一切的基础，正是先进的气候模拟能力。 《推动气候模拟的美国国家战略》并非一本单纯的技术手册，而是一份面向未来三十年的宏伟蓝图，旨在系统性地提升美国在地球系统模拟、预测能力以及将这些知识转化为实际行动方面的领导地位。本书深入探讨了当前气候模拟领域的机遇与瓶颈，明确提出了未来十年及更长时间内，美国在硬件基础设施、数据管理、模型开发、人才培养以及跨部门协作方面需要采取的关键战略步骤。 第一部分：现状评估与战略基石 本书开篇即对当前美国及全球气候模拟的现状进行了全面而坦诚的评估。尽管在过去几十年中，科学家们在将气候模型推向更高分辨率和更长时间尺度方面取得了显著进步，但现有系统仍存在明显的局限性。例如，许多模型在处理区域性、高影响力的极端天气事件（如飓风、暴雨洪涝）的精细化预测方面仍显不足；同时，如何更有效地将社会经济因素和生态系统反馈纳入物理模型，以提高长期预测的可靠性，也是亟待解决的难题。 战略的基石在于认识到，气候模拟不再是一个纯粹的科学研究领域，而是关乎国家安全、经济稳定和公共福祉的关键基础设施。本战略明确指出，要实现下一代气候预测，必须围绕以下三大核心支柱构建： 1. 计算能力的飞跃： 气候模拟对超级计算资源的需求是指数级的。战略强调了投资于下一代高性能计算（HPC）架构、优化算法以适应异构计算环境（如GPU加速）的紧迫性。这包括规划和部署至少比现有系统能力高出一个数量级的计算平台，以支持“地球系统模型”（ESM）向公里级分辨率的迈进。 2. 模型精度的革命： 仅有强大的计算能力是不够的。战略详细阐述了模型物理、化学和生物地球化学过程参数化的革新方向。重点在于增强对云层、气溶胶、海洋环流和冰盖动力学的精确表示。此外，本书强调了数据同化技术的重要性，确保模型能够实时或近实时地吸收观测数据，从而提高短期预测和季节性预报的准确性。 3. 观测与数据的整合： 模拟的质量直接取决于输入的质量和校准的基准。战略呼吁建立一个更加集成、标准化和易于访问的地球观测数据生态系统。这不仅涉及卫星、地面站和海洋浮标的协同工作，还包括建立统一的数据标准和元数据协议，以便全球研究人员能够无缝地利用这些资源进行模型验证和校准。 第二部分：跨越技术鸿沟的路线图 本书的中间部分则详细描绘了一份分阶段实施的路线图，旨在确保美国在关键技术领域取得突破： A. 下一代地球系统模型（NG-ESM）的开发： 战略设想了一种全新的模型架构，它将不再是孤立的气候模型，而是高度耦合、具备多尺度分析能力的“数字孪生地球”的雏形。重点任务包括： 区域聚焦与尺度耦合： 开发能够无缝衔接全球（数千公里）和区域（数十公里）尺度的模拟技术，特别是聚焦于高影响天气事件的快速、高精度模拟。 社会经济耦合模型（SSPs）： 将人类行为、能源转型、土地利用变化等社会经济情景（Shared Socioeconomic Pathways, SSPs）更深层次地嵌入到气候反馈循环中，使预测结果更具政策相关性。 不确定性量化： 引入先进的贝叶斯方法和集合模拟技术，对模型预测的不确定性范围进行清晰、可操作的量化，帮助用户理解风险。 B. 数据基础设施与AI赋能： 认识到传统模型训练和后处理面临的数据爆炸性增长，本战略将人工智能和机器学习视为提升效率的关键驱动力。 AI加速模拟： 利用深度学习技术来参数化计算成本极高的物理过程（如云微物理），从而显著降低运行下一代高分辨率模型的计算门槛。 数据治理与共享平台： 建立联邦层级的“气候数据湖”，采用云原生架构，确保数据在安全、合规的前提下，能够快速被HPC中心和研究机构访问。 C. 人才战略与国际合作： 战略强调，技术和计算能力必须辅以顶尖人才。这包括： 跨学科教育重塑： 鼓励和资助将气候科学、计算机科学（特别是并行计算和数据科学）以及应用经济学深度融合的博士后和研究生项目。 公私伙伴关系： 鼓励与私营部门（如能源、保险和农业技术公司）建立更紧密的合作关系，确保模拟成果能够快速转化为商业应用和社会效益。 全球领导力维护： 强调与国际伙伴（如欧盟、日本、加拿大等）在模型标准、基准测试和大型模拟实验（如耦合模式比较计划 CMIP 的后续工作）中的协作，以确保美国战略与全球科学前沿保持同步。 第三部分：政策衔接与应用转化 本书的收尾部分着眼于如何确保这些先进的模拟能力能够切实服务于国家目标。这不仅仅是关于预测“地球会变成什么样”，更是关于指导“我们应该如何行动”。 战略详细规划了“影响敏感型”的应用场景，例如： 1. 水资源管理与干旱预警： 发展基于月度和季节预测的智能水库调度系统。 2. 基础设施韧性规划： 为能源电网、交通枢纽和关键军事设施提供未来几十年内极端热浪和强降水风险的区域性评估。 3. 农业适应性策略： 模拟特定区域的作物生长季变化和病虫害传播风险，指导种业投资和灌溉策略调整。 结论：构建一个更具预见性的未来 《推动气候模拟的美国国家战略》是一份雄心勃勃的宣言，它承认了气候变化预测的复杂性和难度，但同时也坚信通过协调一致的国家努力、持续的资源投入以及对创新技术的拥抱，美国有能力建立起世界领先的气候模拟和预测体系。这份战略为联邦机构、学术界和工业界提供了一个清晰的、可衡量的行动框架，以期在未来几十年中，将不确定性转化为可管理的风险，从而确保一个更安全、更具韧性的未来。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名听起来就充满了宏大的愿景和前瞻性的思考。作为一个对气候变化议题深感忧虑的普通读者，我一直在寻找能够帮助我更清晰理解这个复杂问题的途径，而“推动气候模拟的美国国家战略”这个标题，恰恰点燃了我内心深处的好奇。我设想，这本书的作者一定是深谙气候科学的专家，他们将美国在气候模拟领域所做的努力和未来规划，以一种系统性的方式呈现出来。我期待着它能揭示出，究竟是什么样的科学驱动力、技术创新，以及政策支持，共同构成了推动这一领域前进的强大引擎。更重要的是，我希望这本书能够深入浅出地解释，这些“国家战略”将如何转化为实际的气候模型，以及这些模型又如何帮助我们更准确地预测未来的气候走向，为应对气候变化提供科学依据。或许，它还会探讨国际合作的重要性，毕竟气候问题是全球性的挑战，任何一个国家的努力都离不开与其他国家之间的交流与协作。我脑海中浮现的画面是，这本书仿佛是一扇窗，让我能够窥见科学界在应对这一人类共同危机中所付出的巨大努力，也让我对未来多了一份基于科学的希望。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名“推动气候模拟的美国国家战略”听起来，就如同一个号角，吹响了科学与政策携手前进的时代旋律。我脑海中勾勒出的画面是，这本书将带领我走进一个由数据、算法和超级计算机构成的精密世界，去理解气候模型的生成过程，以及它们是如何成为我们理解地球未来的重要工具。我特别好奇，所谓的“国家战略”究竟包含了哪些具体的行动指南？它是否涉及对基础研究的持续投入？对前沿技术的积极探索？以及如何将实验室里的科学发现转化为能够实际应用的预测模型？我设想，书中可能会探讨，美国是如何汇聚顶尖的科研力量，如何利用先进的计算资源，以及如何建立起一套行之有效的评估和验证机制，来确保这些模型的准确性和可靠性。此外，我也期待这本书能够触及气候模拟在政策制定中的实际作用，它将如何帮助决策者理解气候变化的潜在影响，并制定出更为有效的减缓和适应策略。这不仅仅是关于科学本身，更是关于科学如何服务于人类社会的可持续发展。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名“推动气候模拟的美国国家战略”立刻引起了我的兴趣，因为它点出了一个关键问题：如何在国家层面有效地推进气候模拟的发展。我设想，这本书会详细阐述美国为提升气候预测能力所制定的具体政策和行动方案。我期待它能够深入探讨，美国是如何在科研经费、技术基础设施、人才储备以及国际合作等方面进行战略布局的。书中或许会详细介绍，美国在超级计算、大数据处理、人工智能等前沿技术在气候模拟中的应用，以及如何将这些技术转化为更精确、更可靠的气候模型。我特别好奇，这本书是如何定义“推动”的，它是否包含了对现有模型的改进、新模型的开发，以及模型在实际决策中的应用推广。同时，我也希望这本书能够让我理解，为什么气候模拟会成为一项“国家战略”，它在应对气候变化、保障国家安全、促进经济发展等方面，又扮演着怎样的角色。这本书对我而言，不仅仅是了解一项科学技术，更是理解一个国家如何通过长远的战略眼光，来应对全球性的挑战。

评分☆☆☆☆☆

读到这本书的书名，我的第一反应便是它所蕴含的“国家战略”的份量。我猜想，这绝非一本简单的科普读物，而是对美国在气候模拟这一至关重要的科学领域所制定的宏观蓝图的详细阐述。我想象着，书中会详细梳理美国在气候模型研发、数据收集、超级计算能力部署以及人才培养等方面所采取的一系列关键举措。这不仅仅是技术层面的推进，更可能涉及到跨部门的协调、跨学科的融合，以及长远的政策愿景。我会特别关注书中对“战略”本身的解读——它是如何形成的？其核心目标是什么？又将如何衡量其成效？我希望作者能够以一种严谨而又不失生动的笔触，描绘出这一国家级项目背后所凝聚的智慧和决心。或许，书中还会探讨，在不断演进的气候科学面前，美国将如何保持其领先地位，又将如何应对来自全球的挑战与机遇。我期待它能够为我提供一个更宏观的视角，去理解一个大国是如何将科学研究提升到国家战略的高度，并为解决人类面临的最严峻挑战之一贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

仅凭书名，我便能感受到这本书所承载的深度与广度。它似乎不仅仅是在讲述“气候模拟”这一科学范畴，更重要的是，它将这一科学进程置于“美国国家战略”的宏大背景之下。我猜测，这本书可能会深入剖析美国在气候模拟领域所采取的长期规划，以及这些规划是如何支撑其在气候变化研究和应对方面的领导地位的。我期待着，它能够为我揭示出，究竟是什么样的政策导向、资金投入和技术创新，共同驱动着美国在气候模型开发和应用方面的不断进步。我会仔细阅读，去理解“战略”二字背后所蕴含的深层含义，它可能涉及国际合作、人才培养、数据共享，甚至是伦理考量。这本书或许会让我意识到，气候模拟并非孤立的科学研究，而是与国家安全、经济发展以及全球治理息息相关的重大议题。我希望通过阅读，能够更清晰地认识到，一个国家如何通过战略性的规划，来提升其应对气候变化这一复杂挑战的能力。