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• 1冰凍圈儲存地球淡水資源?75% 科學體系的建立及發展

冰凍圈是氣候系統五大圈層之一，地球陸地冰凍圈覆蓋了全球陸地面積的?52%—55%。冰凍圈儲存了地球淡水資源的?75%，其中冰川和冰蓋約占全球淡水資源的?70%。冰凍圈退縮將改變著世界地緣戰略格局，冰凍圈發育的核心地區可能將成為大國利益競爭的戰略高地，或者成為全球合作的新領域。

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• 1冰凍圈氣候學未來發展趨勢

冰凍圈是氣候的產物，對溫度和降水非常敏感，氣候條件決定著冰凍圈及其各要素的生存壽命。推動陸地冰凍圈、海洋冰凍圈和大氣冰凍圈過程參數化方案向精細化、定量化、復雜性方向發展，特別是重點考慮冰凍圈不同分量和要素非線性作用的時空尺度，發展耦合冰凍圈過程的全球與區域氣候系統模式是冰凍圈氣候學的未來發展趨勢。

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• 1冰凍圈水文學：解密地球最大淡水庫

在氣候變暖的背景下，冰凍圈水文過程已經發生了顯著變化，冰川消融期提前，冰川融水徑流增多；融雪期提前，多年凍土退化導致冬季徑流增加，對流域徑流的年內調節能力增加。預估未來氣候變化情景下，冰川融水持續減少，其變化對我國西北地區的水資源管理帶來更大挑戰。

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• 1冰凍圈生態系統：全球變化的前哨與屏障

冰凍圈是氣候系統最敏感的圈層：氣候變暖促使冰凍圈各要素的冰量總體處于虧損狀態，以相變能量變化主導物質與能量循環發生改變，并導致各類生態系統從生境、組成結構、食物網、分布格局等全方位產生異變。氣候變暖對生態系統的影響比其他區域更為深刻和廣泛。

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• 1冰凍圈微生物：機遇與挑戰

冰凍圈被認為是地球上類似于火星、木衛二、木衛三、木衛四和木衛六等星球的環境，冰凍圈微生物的線索有望為地外生命的探索提供啟示。地球的升溫正加速冰凍圈的退化和消融，冰凍圈微生物賴以生存的生境正在消失，且伴隨著微生物的釋放。這些微生物的釋放可能是人類面臨的不可預知的威脅。

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• 1?冰凍圈工程學助力互聯互通基礎設施建設

氣候和環境變化將成為未來冰凍圈區重大工程建設、安全運營和工程服役性必須考慮的重要因素。同時，“一帶一路”基礎設施建設不僅給冰凍圈工程學帶來機遇，而且也使其面臨更大的挑戰。

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• 1冰凍圈物理研究的新視野

冰是冰凍圈核心物質，但不同冰凍圈要素因冰的含量及其他物質組成有所不同，物理性質及各種物理過程存在明顯差異。在氣候變暖背景下，冰凍圈快速變化特征明顯，冰凍圈災害頻發的風險和影響日趨嚴重。

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• 1冰凍圈化學：解密氣候環境和人類活動的指紋

20?世紀?80?年代，科學家提出“全球變化”概念，逐步將地球的大氣圈、水圈、生物圈、巖石圈、冰凍圈和人類圈納入“全球變化”范疇，并突出強調地球多圈層相互作用及其環境變化。冰凍圈是氣候系統中最為敏感的圈層，也是全球變化的放大器。冰凍圈主要分布在極地和高寒區域，受局地人類活動的影響較小；因此，冰凍圈化學作為“指紋信息”，可以反映區域或全球尺度氣候與環境變化的信息，有利于獲得不同氣候和環境因子的演化過程。

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• 1南極、北極、第三極山地冰芯記錄的氣候環境變化

冰芯是地球氣候環境變化的天然檔案庫。然而，隨著全球氣候的進一步變暖，山地冰川會逐漸消亡，極地冰蓋的消融也將呈增加趨勢。這意味著冰芯這一天然檔案庫存在“融化消失”的極大風險。為了更好地認識我們所居住的地球環境的變化，拯救冰芯是當務之急，而這一點西方國家走在了前面。在全球變暖加劇、冰川加速消亡的今天，應盡快拯救冰芯資源，建立我國的冰芯檔案儲藏庫，為國家發展及后世科學研究服務。

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• 1第四紀冰凍圈——全球變化長尺度研究

第四紀是以大冰期為標志的最新地質歷史時期。這個大冰期的基本特征是軌道尺度的冰期-間冰期交替及亞軌道尺度的冰階-間冰階變化。現在是比較溫暖的間冰期，冰川只覆蓋陸地面積的?10%。而在冰期最盛時，冰川覆蓋全球陸地面積的?30%。工業革命開始，人類發展深刻影響到了地球的自然進程，導致全球變暖，預示著一個“人類紀”的到來。

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• 1冰凍圈遙感：助力“三極”大科學計劃

南極、北極和以青藏高原為主體的亞洲高山區是地球的“三極”，也是全球冰凍圈的核心分布區域?。“三極”不僅蘊藏著全球最大的淡水資源，且油氣資源豐富，是全球資源、能源開發潛在的戰略性儲備區域，對我國未來發展、國家利益和安全戰略具有特殊的重要意義。同時，“三極”是全球氣候變暖最為劇烈的地區和全球氣候系統多圈層相互作用的典型區，也是影響全球氣候與環境變化的關鍵區和敏感區，其在全球能量和水分循環中發揮著重要作用。

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• 1地球之外的冰雪世界——行星冰凍圈

太陽系外宜居行星冰凍圈是系外行星宜居性研究的一個熱點。目前，所發現的可能宜居行星絕大多數是潮汐鎖相行星，其背陽面冰凍圈發育的強弱直接影響到朝陽面是否有液態水存在，也影響到這些行星的宜居性。下一代太空望遠鏡也將觀測宜居行星的冰凍圈，我們期待著更多激動人心的科學發現的到來。

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• 1冰凍圈人文社會學的重要視角：功能與服務

近幾十年來，隨著全球變暖，以及在可持續發展理念的推動下，冰凍圈科學快速發展，科學內涵不斷豐富，其研究內容不僅包含冰凍圈各要素的形成、演化過程與內在機理，以及冰凍圈與氣候系統其他圈層的相互作用，還不斷拓展到冰凍圈對人類社會的影響和適應等自然和人文學科交叉領域。

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• 1冰凍圈災害特征、影響及其學科發展展望

冰凍圈承災區往往是地處偏遠的高寒地區和經濟欠發達地區，貧困人口比例高，抵御自然災害的能力差，冰凍圈災害防治已成為冰凍圈地區消除貧困、減緩與適應氣候變化影響，以及推動經濟社會可持續發展面臨的重要問題。

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