圖解冰凍圈科學

知識 09-16

圖1 冰凍圈的全球分布示意圖

（IPCC AR5 WGI，2013）

註：在北半球圖上，海冰覆蓋顯示的是北半球夏季海冰範圍最小時（2012 年9 月13 日）的狀態，30 年平均海冰範圍（黃線）顯示的是年最小海冰南界（海冰密集度15%）在1979~2012 年的平均值，所以在南半球顯示的分別是最大海冰覆蓋和年最大海冰北界的多年平均值；該圖為極射赤面投影，未表現低緯度的冰川和積雪信息

冰凍圈科學的定義、內容和範疇

冰凍圈科學是研究自然背景條件下，冰凍圈各要素形成和變化的過程與內在機理，冰凍圈與氣候系統其他圈層相互作用，以及冰凍圈變化的影響和適應的新興交叉學科。

冰凍圈科學主要由冰凍圈內的水熱動力機制和要素監測，冰凍圈變化，冰凍圈變化的影響和適應研究4 個層階組成，其中的形成過程、機理和變化，屬於基礎研究（或基礎性工作），與各圈層間相互作用和影響、適應內容屬於應用基礎研究，適應對策和促進經濟社會可持續發展屬於應用研究。

圖2 冰凍圈科學的研究構架

學科體系和研究方法

冰凍圈科學是一門交叉學科，是應用數學、物理、化學、生物學、人文社會科學原理和地理信息系統（GIS）、遙感（RS）、計算機等高新技術，對冰凍圈自身及其與大氣圈、水圈、生物圈、岩石圈、人類經濟社會的相互作用開展研究。冰凍圈與人類經濟社會的關係，包括冰凍圈的組成要素與經濟社會活動直接、間接的關係，涉及可持續發展，實用性強，需求量大，是當前重要的新興研究領域。

圖3 冰凍圈科學研究方法框架圖

冰凍圈科學研究的路線圖是，通過野外實地考察（調查）與定位觀測、航空及衛星遙感觀測、GIS 和實驗室分析測試，同時展開社會調查等，獲得冰凍圈各個要素的科學數據和統計資料，結合大數據和數據共享措施，建立模型，進行數值模擬和綜合診斷，探討冰凍圈及其與相關圈層相互作用的科學問題，闡明這些問題與經濟社會可持續發展之間的關係，並提出適應對策，是冰凍圈科學研究的主要內容。

冰凍圈的發育機理、過程和變化

冰凍圈的形成過程、機理和變化及其監測是冰凍圈科學的研究對象（圖4 內圈），也是冰凍圈科學傳統分支學科的研究內容。