中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會2019 年科學(xué)技術(shù)年會8月23 日-25 日在陜西省西安市召開。年會以“環(huán)保科技創(chuàng)新助力污染防治攻堅戰(zhàn)”為主題，交流學(xué)術(shù)進(jìn)展、探討科技創(chuàng)新、展示綠色技術(shù)、共商科技合作，凝心聚力，助力打好污染防治攻堅戰(zhàn)，推動生態(tài)文明和美麗中國建設(shè)。會上，中國工程院、中國科學(xué)院院士就生態(tài)環(huán)?？萍紕?chuàng)新建言獻(xiàn)策。
氣候系統(tǒng)包括5個圈層，即大氣圈、水圈、冰凍圈、巖石圈和生物圈。氣候系統(tǒng)與環(huán)境關(guān)系密切，保護(hù)環(huán)境就等于保護(hù)氣候系統(tǒng)。2015年12月12日巴黎氣候大會達(dá)成人類歷史上第*個全球減排協(xié)定《巴黎協(xié)定》，提出到本世紀(jì)末要把全球氣溫升幅控制在2℃以內(nèi)，并向1.5℃的目標(biāo)努力。
聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）是由聯(lián)合國世界氣象組織和科學(xué)家團(tuán)體組成，IPCC成立以來，共進(jìn)行了5次評估報告，第六次評估正在進(jìn)行中。2014年11月在丹麥?zhǔn)锥几绫竟l(fā)布的IPCC第五次評估報告的《綜合報告》給出了3個結(jié)論。一是人類對氣候系統(tǒng)的影響是明顯的，指人類生產(chǎn)生活排放的各種氣體對氣候造成的污染。二是人類對氣候的干擾越大，面臨的風(fēng)險就越高，受到的影響也更加廣泛和不可逆。三是可以采取措施限制氣候變化，建立一個更加繁榮、可持續(xù)的未來。
五大圈層的變化就是氣候的變化，不管是從空間尺度看（全球尺度、半球尺度、洋盆尺度），還是從時間尺度看（1750年以來），氣候變暖的趨勢都沒有變化。
在大氣圈方面，IPCC第五次評估報告《綜合報告》指出，過去的3個連續(xù)十年暖于1850年以來的任何一個十年，我們相信2011年-2020年還會維持這個水平，甚至更高。
2019年3月28日，世界氣象組織（WMO）發(fā)布題為《WMO 2018年全球氣候狀況聲明》，指出全球變暖仍在加速，創(chuàng)紀(jì)錄的溫室氣體濃度將全球溫度推向越來越危險的水平，氣候變化的社會經(jīng)濟(jì)影響正在加劇。2017年末，全球二氧化碳濃度為405.5ppm，是工業(yè)化前的146%，是過去80萬年以來的*高值，可能是過去400萬年以來的*高值。2018年，全球平均氣溫比1850-1900年高了0.99℃，這是有紀(jì)錄以來第4個溫暖的年份，僅次于發(fā)生了超級厄爾尼諾的2015年、2016年和2017年。2018年春夏，歐洲普遍遭遇異常炎熱和干旱。世界氣象組織認(rèn)為，極端天氣頻發(fā)與溫室氣體排放導(dǎo)致的氣候變化有關(guān)。
再來看水圈，1993年-2018年，全球海平面的上升速度在加快，海洋吸收了溫室氣體捕獲的90%以上能量，2018年是海洋熱含量達(dá)有記錄以來*高值年，海洋生態(tài)系統(tǒng)受到巨大影響。
在冰凍圈方面，2018年北極海冰范圍遠(yuǎn)低于平均值，*低值是9月中旬，低到545萬平方公里，比平均水平低28%。北極海冰的總面積減少了2/3，冰量大大減少，美國冰雪數(shù)據(jù)中心的學(xué)者提出了“死亡漩渦”這個詞，即海冰覆蓋范圍正在呈螺旋狀下滑，一旦越過臨界點(diǎn)便無可挽回。
那么，造成以上現(xiàn)象的原因是什么？溫室效應(yīng)起了很重要的作用。*新全球溫度記錄顯示地球大氣所積累的碳正在破壞氣候系統(tǒng)穩(wěn)定性，碳排放速度超出科學(xué)界預(yù)期。根據(jù)溫室效應(yīng)造成的原因看，我們做了一個估算，1750年-2011年期間，化石燃料和水泥生產(chǎn)釋放到大氣中的二氧化碳排放量為375GtC。2011年，中國國內(nèi)生產(chǎn)總值約占全球10%，但是一次能源消費(fèi)總量達(dá)到了34.8億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，約占全球能源消費(fèi)總量的20%。不過我們的碳排放在2014年之后有所減少。
未來，21世紀(jì)末及其后全球變暖取決于二氧化碳累計排放，如果把1861-1880年以來的人為二氧化碳累積排放控制在1000GtC，人類有66%的可能在2100年將溫升控制在2℃（相對1861-1880年）之內(nèi)；同時，考慮到短壽命周期的溫室氣體和其他化合物的影響，我們還需要把1000GtC降到790GtC。但是，到2018年（從1870年起計），人類已累計排放了585GtC，我們到2040年怎么辦？這是擺在全人類面前的重大課題。
2019年8月8日，IPCC發(fā)布了《氣候變化與陸地》特別報告，指出陸地是人類賴以生存的支柱，提供糧食、淡水、林產(chǎn)品、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。目前面臨的壓力很大，大約1/3的陸地有不同程度的退化。此外，農(nóng)業(yè)用地增加和毀林也是氣候變化的重要驅(qū)動之一。
第五次評估有一個特點(diǎn)，就是要求融合多學(xué)科和跨學(xué)科交叉，同時要整合氣候變化分析，以解決問題為導(dǎo)向，圍繞如何實(shí)現(xiàn)全球氣溫升幅控制在1.5℃的目標(biāo)，以及聯(lián)合國2030年可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。1.5℃的目標(biāo)和2℃之間的差別非常大，比如說熱浪事件，如果差0.5℃，次數(shù)和強(qiáng)度要增加2.5倍，還會造成海平面上升的差別，珊瑚生態(tài)系統(tǒng)也會受到影響。
我們不僅要關(guān)心科學(xué)問題，還要關(guān)心管理問題、社會問題，以及氣候變化對人類的安全、生計、文化、沖突和移民之間的相互作用。我們應(yīng)當(dāng)堅持低碳發(fā)展、綠色發(fā)展，踐行可持續(xù)發(fā)展的理念，共同采取行動應(yīng)對氣候變化。
實(shí)現(xiàn)煤炭開采與礦區(qū)生態(tài)安全協(xié)調(diào)發(fā)展
在我國，煤炭的主體能源地位在短期內(nèi)是難以改變的。我國能源資源稟賦是缺油少氣相對富煤，2016年公布了國家煤炭資源儲量情況，根據(jù)這個資料及按照現(xiàn)在的規(guī)模，石油可以維持17.5年的時間。天然氣剩余可采5.4萬億立方米，可維持39年的時間，煤炭量查明15980億噸，可維持160年。我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)以煤為主體，長期未變。1978年-2017年，煤炭消費(fèi)占比平均下降僅0.25%，2018年煤炭消費(fèi)占比下降1.2%，但銷售量增加了1%。2018年油氣的消費(fèi)占18.9%，對外依存度達(dá)到71%?？梢栽O(shè)想一下，每年有這么多要靠進(jìn)口，對國家安全隱患會產(chǎn)生重大影響。
在燃煤發(fā)電方面，低成本超低排放技術(shù)取得突破。比如，三河電廠改造后，4臺機(jī)組的排放遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，而且發(fā)電成本僅為天然氣發(fā)電成本的1/2。
在煤制油技術(shù)方面，煤間接液化實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)。2016年12月，神華寧煤集團(tuán)年400萬噸煤炭間接液化項目在寧夏開工建設(shè)。從煤制油來看，油品質(zhì)量高，使用領(lǐng)域廣，可以用于航空領(lǐng)域噴氣燃料、航天領(lǐng)域火箭煤油等。煤炭直接制油的油品在噴氣燃料完成首次試飛并取得圓滿成功，標(biāo)志著中國在煤基燃料研究領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)入世界領(lǐng)先水平。而且間接液化油品能有效降低城市空氣污染。
綜上所述，對于我國的煤炭發(fā)展，可以得出這樣的結(jié)論：資源總量相對豐富，加工利用技術(shù)成熟，綠色低碳，煤炭資源經(jīng)濟(jì)安全、清潔高效、儲運(yùn)便利，主動權(quán)可牢牢掌握在自己手里。
中國工程院有50多名能源方面的院士和100多名能源方面的專家進(jìn)行了研究，提出了推動能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命戰(zhàn)略研究三步走的理念。2020年以前是能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化期，到2030年是能源變革期，煤炭消費(fèi)占比將達(dá)到50%以上。到2050年是能源革命定型期，這時候煤炭仍然是我國能源資源的老大，這個地位是改變不了的。
全球煤炭消費(fèi)目前尚處轉(zhuǎn)型上升通道，煤炭消費(fèi)峰值大概在2040年才能出現(xiàn)。美國能源發(fā)展重點(diǎn)是頁巖氣，我們對煤的注意力不要分散，要做好煤炭這篇文章，煤炭作為我國主要能源的地位和作用是難以改變的。
開發(fā)西部煤炭是保障國家能源安全的重大需求。煤炭資源是西多東少，東部趨于枯竭，西南地區(qū)的云貴川三省自己管自己。鄂爾多斯盆地有2.5萬億噸，對保障煤炭安全有重要作用。從煤炭資源來看，山清水秀的地方煤炭資源就很少，資源富集區(qū)主要是位于沙漠黃土廣覆蓋區(qū)。煤炭大量開采以后容易出現(xiàn)地表開裂塌陷，地表植被受損，草本退化，喬木枯死。我們對開采兩年、5年、10年的地區(qū)進(jìn)行了對比，煤炭開采以后在第二年度地表土壤的影響*明顯，到第5年會得到初步改善，第10年得到明顯改善，但是仍然達(dá)不到被開采以前的狀況。
西部煤炭開發(fā)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)矛盾尖銳。保障國家能源安全必須開發(fā)西部煤炭，煤炭開采必然產(chǎn)生采動損害，如何實(shí)現(xiàn)煤炭開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)協(xié)同推進(jìn)是關(guān)鍵。
對此，我們提出了一個理念，以煤水空間組合特征研究為基礎(chǔ)，以采動地質(zhì)條件變化分區(qū)為途徑，以減損地質(zhì)工程為支撐，以防止隔水巖組破壞為目標(biāo)，以保護(hù)生態(tài)水位為核心，實(shí)現(xiàn)采煤與生態(tài)環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展。研究煤水空間組合特征，就要研究含水層、隔水層、土層厚度變化大，地形坡向與巖層產(chǎn)狀相反，隔水巖組總體呈鍥狀體。隨著厚度的增加，生態(tài)保護(hù)的作用也越來越強(qiáng)。這是采空區(qū)和沒有開采地區(qū)地質(zhì)的變化特點(diǎn)，從土上可以看出，隔水層在沒有擾動的情況下是越來越小，在采空區(qū)達(dá)到這個位置以后，隔水層就被破壞掉。
通過這些揭示了這樣一個變化規(guī)律，按采動隔水性變化分區(qū)，可以分為隔水性穩(wěn)定區(qū)、隔水性變化區(qū)、隔水性損害區(qū)、隔水性無水區(qū)，現(xiàn)在無論采取哪一種采動方式，隔水層都會被破壞。針對這些地質(zhì)類型，提出了一個綠色開采的理念，即減沉、減損、保水、防崩。穩(wěn)定區(qū)采取減沉開采，大型特大型礦井采取綜采或綜采放頂?shù)姆绞?，可以?shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，防控水位上升。變化區(qū)采用減損開采，通過分層限高或隔水層工程加固，防控隔水下降。損害區(qū)采用保水開采，富水區(qū)充填開采，防止損害。無水區(qū)是防崩塌開采。
通過工程實(shí)踐，大型煤礦限高分層開采，中小型煤礦進(jìn)行局部充填開采，這兩個都取得了比較好的實(shí)踐效果，取得了理想的成果。
開發(fā)西部煤炭是保障國家能源安全的重大需求，實(shí)現(xiàn)煤炭開采與礦區(qū)生態(tài)安全協(xié)調(diào)發(fā)展，是我國西部煤炭資源開發(fā)必須破解的重大科學(xué)問題。西部水資源匱乏，生態(tài)環(huán)境脆弱，煤炭開采必須做到生態(tài)環(huán)境保護(hù)優(yōu)先，隔水巖組保護(hù)是生態(tài)環(huán)境保護(hù)的基礎(chǔ)，生態(tài)水位保護(hù)是生態(tài)環(huán)境保護(hù)的核心。以開采地質(zhì)條件分區(qū)為手段，以保護(hù)生態(tài)水位為核心的采煤保水技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對生態(tài)環(huán)境的良好保護(hù)。
藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)：進(jìn)程與展望
一，治理進(jìn)程。
說到藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)，有兩個大的政府行動，一是“大氣十條”，二是藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃?？梢钥吹剑@6年多的時間我們做了大量的事情，包括工業(yè)污染治理、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化、機(jī)動車統(tǒng)籌、面源治理等。
可以看到一些典型的例子，比如煤電超低排放，從20世紀(jì)70年代的技術(shù)水準(zhǔn)，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，目前二氧化硫隨著技術(shù)的推進(jìn)已經(jīng)達(dá)到了全世界*嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。2016年開始，當(dāng)年全國49%的火電完成超低排放改造，2017年累計到了71%，2018年累計達(dá)到了80%，2020年完成百分之百，可以有序達(dá)到指標(biāo)。
在非電工業(yè)超低排放領(lǐng)域，比如鋼鐵、水泥，技術(shù)指標(biāo)也已經(jīng)達(dá)到了國際水準(zhǔn)技術(shù)支撐的體系。機(jī)動車從2000年前后的國一開始現(xiàn)在已經(jīng)到了國六，氮氧化物從國一到國五，排放指標(biāo)已經(jīng)非常低了，現(xiàn)在進(jìn)入到國六，在排放指標(biāo)上與美國、日本、歐洲可以比擬，有一些指標(biāo)甚至更低。
從減排效果可以看到，全國污染物的排放總量迅速下降。僅2013年到2017年，二氧化硫減排約60%，PM2.5減排約33%，長三角、珠三角也是相似的發(fā)展態(tài)勢。全國三大區(qū)污染物濃度平均下降30%-40%，衛(wèi)星反演上可以看到東部地區(qū)6年時間下降了38%。
從2013年到2018年的衛(wèi)星圖形可以看到，污染物通過減排后，主要大氣污染物排放量顯著降低。*近6年時間，二氧化硫是非常典型的例子。2006年之前排放量快速上升，隨著總量控制和霧霾治理，二氧化硫排放量急劇下降。2017年火電的二氧化硫排放量是1991年的1/7。美國宇航局衛(wèi)星顯示，中國和印度的二氧化硫排放情況對比，中國在這些年中二氧化硫下降非常明顯，印度上升非常明顯。在1993年，中國超過美國成為當(dāng)時世界上排放二氧化硫*多的國家。而在2016年，印度已經(jīng)超過中國，成為二氧化硫排放第*大國。
同時，在酸雨治理上也有明顯的進(jìn)步，現(xiàn)在酸雨面積在國土面積的5%以下。過去6年中，重污染明顯緩解，京津冀地區(qū)13個城市PM2.5污染顯著改善，這個趨勢也得到了老百姓的認(rèn)可。
二，動因分析。
內(nèi)因是排放，外因是氣象。關(guān)于排放，在過去幾十年中，我們經(jīng)歷了污染物快速增長和逐漸下降的過程。通過對京津冀及周邊28個城市的排放分布、排放特征，以及28個城市形成的京津冀地區(qū)觀測信息的大量分析，在世界范圍內(nèi)形成了*集中的衛(wèi)星和地面移動的綜合分析，把國內(nèi)主要單位以及國內(nèi)外的優(yōu)勢集中起來形成結(jié)果，未來的預(yù)報水平有了明顯的提升。
當(dāng)我們前面獲得了一些成績之后，有人提出了質(zhì)疑。是不是氣象條件變好了，造成這幾年的效果，并不一定是節(jié)能減排。以北京為例，5年的變化氣象貢獻(xiàn)在12%，2017和2018這兩年的變化氣象貢獻(xiàn)也小于30%，主要是北京的減排和周邊地區(qū)減排的結(jié)果，這些減排始終保持在70%-90%的貢獻(xiàn)，都是靠人做到的。
有人講是不是因為經(jīng)濟(jì)放緩了，才有這樣的成績？答案是否定的。如果沒有減排，在經(jīng)濟(jì)中高速繼續(xù)發(fā)展的情況下，污染物排放的情況不容樂觀。由于這些年采取了措施，大部分污染物呈現(xiàn)了下降的趨勢，這樣至少穩(wěn)住了增量，因此，大量的減排工作是核心。
PM2.5減排改善幅度為40%，其中，末端減排約占40%，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整約占17%，能源結(jié)構(gòu)調(diào)整約占20%。我們經(jīng)常說“雙散”的治理在*終完成任務(wù)上發(fā)揮了非常重要的作用。貢獻(xiàn)*大的是燃煤鍋爐整治、工業(yè)提升改造等。“散亂污”企業(yè)和散煤治理從2016年開始發(fā)力，2017年到2018年見效，主要集中在京津冀地區(qū)。
三，未來展望。
治理進(jìn)程是明顯的，科技支撐是實(shí)實(shí)在在的，這是*關(guān)鍵的貢獻(xiàn)，里面有很強(qiáng)的科技在支撐著我們的工作。現(xiàn)在很多地方都在曬藍(lán)天，有人甚至講大氣的問題基本上就這樣了，國家是有辦法的。我現(xiàn)在給大家說一下未來展望，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有到慶功的時候，未來的路還很長。
我們以PM2.5的狀況來看，全國338個城市的平均濃度，2017年的數(shù)據(jù)是43微克/立方米，美國主要城市2016年的平均值是7.8，歐洲是15左右。2018年我們進(jìn)步到了39，但是和歐美國家相比還是有明顯的差距，現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)我們是35，還有很多城市沒有達(dá)到。美國現(xiàn)在達(dá)到了10，歐洲達(dá)到15，其中還有很大的差距。從臭氧也可以看到，特別是8小時的平均數(shù)據(jù)已經(jīng)明顯高于美國、日本、歐洲的數(shù)值，所以PM2.5還要大幅度下降，這是大氣面臨的兩個*明顯的挑戰(zhàn)。
根本問題還是地面的排放，以2016年和2017年的數(shù)據(jù)來看，根據(jù)美國、中國、歐盟來進(jìn)行對比，因為這3個國家和地區(qū)的面積體量接近。五大污染物的排放量，中國是歐盟、美國之和的兩倍到5倍。美國的排放量集中在東西海岸，中國的排放量集中在東部。如果按照每平方公里的強(qiáng)度來看，我們比5倍還要高。如果再集中在京津冀地區(qū)會更高一些，所以減排是硬道理，還是要繼續(xù)減排。
減排要形成一定的協(xié)同，大量的科學(xué)證明我們要協(xié)同進(jìn)行。2016年到2017年可以看到，二氧化硫的排放量有所減少，氮氧化物也有所減少。和其他污染物相比，VOC要配合氮氧化物的減少，所以它們的協(xié)同減排力度是未來*重要的挑戰(zhàn)。從2010年到2017年這7年時間中，主要的氮氧化物下降是靠火電廠的超低排放，下降的幅度總是不理想。VOC有上升的因素，下降的僅僅是在民用和工業(yè)里做了一些工作。但下降的量太少，增加的量多，形成了略有凈增的局面，未來這方面是要進(jìn)行破局。
VOC排放有一些地方是收窄的，但有一些方面在大量增加。如果分析它對臭氧生成潛力*大的這30種主要的VOC物種，可以看到貢獻(xiàn)*大的隱患還在。烯烴、芳香烴是主要物種。如果把芳香烴單獨(dú)拿出來，從1990年開始，從38漲到了99。2010年之后我們有了一些治理措施，還是漲得快減得少?，F(xiàn)在要拿到減排量，把中高速社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生的增量，拿掉一部分存量，才能形成所謂的減排量。這個過程是非常辛苦的，所以在其他污染物上實(shí)現(xiàn)是非常難的。
VOC不僅是臭氧的前提物，還是PM2.5的前提物，越來越多的證據(jù)證明，秋冬季PM2.5高是由于有機(jī)物的成分和VOC關(guān)聯(lián)?？梢钥吹剿呢暙I(xiàn)從1990年占21%已經(jīng)到了目前的64%。現(xiàn)在把這兩個合起來，看臭氧和二次有機(jī)氣溶膠，未來需要進(jìn)行重點(diǎn)的研究和控制?？纯此菑氖裁葱袠I(yè)來的，都有什么樣的治理方法。
未來會怎么樣？未來到底什么時候能把環(huán)境治理好？
第*步是打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)。至少要達(dá)到現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)在看到的國家標(biāo)準(zhǔn)從“十三五”開始算起，將近要用15年的時間。珠三角會短一年，京津冀要到2035年才可能實(shí)現(xiàn)，所以還有很長的路。
未來不僅僅是盯著VOC和臭氧，藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)里PM2.5和臭氧協(xié)同作戰(zhàn)治理，治霾與低碳發(fā)展協(xié)同。同時還簽了一批國際公約，比如國際汞公約等，這些都是非常規(guī)大氣污染物，會成為未來藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)里越來越重要的任務(wù)。要把這些做好，就要持續(xù)提升大氣復(fù)合污染防治科學(xué)技術(shù)水平，環(huán)境工作者責(zé)無旁貸。
利用地球大數(shù)據(jù)服務(wù)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)實(shí)現(xiàn)
第*，從科學(xué)大數(shù)據(jù)到地球大數(shù)據(jù)。
近年來我們一直在做科學(xué)大數(shù)據(jù)的概念研究。大數(shù)據(jù)時代的到來把地球數(shù)據(jù)研究推向了一個新的高度，形成了新一代數(shù)據(jù)平臺。
我在國際科技數(shù)據(jù)委員會（CODATA）做了幾年的主席。2014年我們召開了一個會議，就是CODATA大數(shù)據(jù)與科學(xué)發(fā)現(xiàn)。不僅是CODATA，還有其他的國際組織聯(lián)合在一起，大家都深刻認(rèn)識到大數(shù)據(jù)確實(shí)能為科學(xué)發(fā)現(xiàn)帶來新的東西。會議有幾個產(chǎn)出，其中一個產(chǎn)出就是提出了大數(shù)據(jù)服務(wù)國際科學(xué)計劃的聲明，這個聲明有7項建議和4項行動綱領(lǐng)?？梢愿爬榇髷?shù)據(jù)、大科學(xué)、大發(fā)現(xiàn)。此外，在CODATA成立45周年時也達(dá)成了共識，大數(shù)據(jù)本身能帶來科學(xué)方法的創(chuàng)新，能夠讓它持續(xù)走向科學(xué)發(fā)現(xiàn)的路徑，數(shù)據(jù)密集型科學(xué)與發(fā)現(xiàn)將成為*終和*美麗的一個方向。
科學(xué)大數(shù)據(jù)和很多的數(shù)據(jù)有不同的特征，包括外部特征和內(nèi)部特征。數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)體、數(shù)據(jù)速率可以分析外部特征，從它的高度計算復(fù)雜性、不可重復(fù)性、不確定性、高維特性來闡述內(nèi)部特征。2013年之前我們做大數(shù)據(jù)分析的時候，印度在國際上比我們做得要活躍，但后來不一樣了。國家將大數(shù)據(jù)列為國家戰(zhàn)略，促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要文件特別提出了構(gòu)建大數(shù)據(jù)國家重大基礎(chǔ)設(shè)施、發(fā)展科學(xué)大數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)中心等內(nèi)容。
大數(shù)據(jù)為科學(xué)研究帶來了新的方法論，大數(shù)據(jù)正在催生人們用全新的模式實(shí)現(xiàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)，地球大數(shù)據(jù)正在成為認(rèn)識地球的新鑰匙。
第二，地球大數(shù)據(jù)科學(xué)工程專項。
按照國務(wù)院第105次常務(wù)會議精神，中國科學(xué)院設(shè)立了地球大數(shù)據(jù)科學(xué)工程，用更高項目和成果的支持形成一個數(shù)字地球科學(xué)平臺。成果有幾個走向：一是服務(wù)決策支持；二是服務(wù)科學(xué)發(fā)現(xiàn)；三是實(shí)施技術(shù)創(chuàng)新；四是實(shí)施知識傳播。專項要建立一個國際地球大數(shù)據(jù)科學(xué)中心，有3個核心的構(gòu)成：一是地球大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)設(shè)施；二是地球大數(shù)據(jù)學(xué)科驅(qū)動平臺；三是服務(wù)政府高層的決策支持系統(tǒng)，這是目標(biāo)和方向。
第三，地球大數(shù)據(jù)促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。
聯(lián)合國的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)之一就是要實(shí)現(xiàn)全球的大數(shù)據(jù)發(fā)展，讓聯(lián)合國的成員國和利益相關(guān)方協(xié)同合作，用可持續(xù)的方式來進(jìn)行生產(chǎn)和消費(fèi)，讓人和自然實(shí)現(xiàn)和諧相處。為實(shí)現(xiàn)這個目標(biāo)，經(jīng)過長期的研究提出了17個大目標(biāo)、169個具體目標(biāo)，同時還有230多個指標(biāo)。這些目標(biāo)和指標(biāo)實(shí)現(xiàn)起來要用15年的時間。放眼看全球，這17個目標(biāo)里面可以分為20多個指標(biāo)。一是有方法、有數(shù)據(jù)；二是有方法、無數(shù)據(jù)；三是無數(shù)據(jù)、無方法。193個成員國怎么做是*大的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)在是數(shù)據(jù)缺失、技術(shù)方法缺失，所以聯(lián)合國提出來一個技術(shù)促進(jìn)機(jī)制，目標(biāo)就是用技術(shù)來帶動、驅(qū)動、支撐實(shí)現(xiàn)這些工作。
2015年9月聯(lián)合國大會通過了這個驅(qū)動機(jī)制，機(jī)制有3個平臺：一是跨領(lǐng)域小組；二是平臺技術(shù)創(chuàng)新會議；三是網(wǎng)上平臺。
我們已經(jīng)做了一些工作，17個目標(biāo)全部做了一些分解。在科學(xué)分析基礎(chǔ)之上有六大目標(biāo)，分成3個尺度來做：一是全球尺度；二是“一帶一路”尺度；三是國家尺度。比如，我們研究發(fā)現(xiàn)，中亞五國的地表水變化整體上是減少的趨勢。還研究分析了“一帶一路”1500個城市的變化、“一帶一路”國家氣候變化中災(zāi)害的指標(biāo)監(jiān)測與分析、中國近海典型的營養(yǎng)化評估，以及利用數(shù)字大數(shù)據(jù)服務(wù)全球生物的退化等問題。
利用地球大數(shù)據(jù)促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展，這是中國為聯(lián)合國目標(biāo)做出的巨大貢獻(xiàn)，我們應(yīng)該一起向前推進(jìn)。
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