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本书以地球三极可持续发展为目标，系统总结了地球三极地区未来气候、冰冻圈灾害、陆地水与生态、海域环境、三极SDG大数据平台、支持可持续发展的大数据产品等方面的昀新研究进展，同时结合当前联合国可持续发展目标体系，系统总结了地球三极对实现全球可持续发展的重要性、目前存在的短板效应与重大挑战，全面回顾了实现极地可持续发展目标的科学行动和昀新研究进展，并提出地球三极实现可持续发展的途径和建议。

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  “地球大数据科学论丛”序
  序
  前言
  第1章 地球三极与联合国可持续发展目标 1
  1.1 引言 3
  1.2 地球三极对全球可持续发展至关重要 7
  1.2.1 气候行动的关键区域 7
  1.2.2 全球生态系统服务的中坚力量 9
  1.2.3 地球三极对实现全球可持续发展目标具有重要影响 13
  1.3 地球三极SDG的研究现状 16
  1.3.1 北极可持续发展目标探索与实践 19
  1.3.2 南极海洋保护与可持续发展目标 22
  1.3.3 第三极(青藏高原)可持续发展目标 23
  1.4 地球三极SDG研究面临的科学挑战 25
  参考文献 26
  第2章 三极未来气候变化预估 31
  2.1 北极气候变化的未来预估 34
  2.1.1 北极海温和气温变化的未来预估 34
  2.1.2 影响北极和中纬度天气的大气环流的未来预估 36
  2.1.3 北极海冰变化及其气候影响的未来预估 41
  2.1.4 北极极端温度变化的未来预估 48
  2.2 南极气候变化的未来预估 50
  2.2.1 南极海温和气温变化的未来预估 50
  2.2.2 南极海冰变化的未来预估 53
  2.2.3 南极极端温度变化的未来预估 54
  2.3 青藏高原气候变化的未来预估 57
  2.3.1 高原温度变化及其影响的未来预估 57
  2.3.2 高原降水变化的未来预估 64
  2.3.3 高原极端温度和降水变化的未来预估 66
  2.4 三极未来气候变化的对比 71
  2.4.1 三极海温、气温和海冰未来预估的对比 71
  2.4.2 三极极端温度未来预估的对比 73
  2.5 本章小结 76
  参考文献 76
  第3章 三极冰冻圈灾害及应对 87
  3.1 致灾因子分析 90
  3.1.1 冰崩 90
  3.1.2 冰川跃动 92
  3.1.3 冰湖溃决洪水 94
  3.1.4 热融滑塌 96
  3.1.5 冰盖与山地冰川融化引起的海平面上升 99
  3.2 影响分析 100
  3.2.1 冰崩的影响 101
  3.2.2 冰川跃动 102
  3.2.3 冰湖溃决洪水及链式灾害 103
  3.2.4 热融滑塌灾害及其工程影响 104
  3.2.5 海平面上升 107
  3.3 应对 108
  3.3.1 极地地区 109
  3.3.2 青藏高原 113
  3.4 本章小结 116
  参考文献 117
  第4章 陆地水与生态 125
  4.1陆地水资源变化 127
  4.1.1 北极地区 128
  4.1.2 南极地区 129
  4.1.3 青藏高原地区 130
  4.2 陆地生态系统变化 134
  4.2.1 土地覆被 135
  4.2.2 动植物多样性 141
  4.2.3 土壤微生物多样性 144
  4.2.4 雪冰微生物多样性 149
  4.3 清洁能源与碳中和 152
  4.3.1 第三极太阳能和风能潜力 153
  4.3.2 气候变暖背景下的多年冻土变化对碳循环的影响 159
  4.4本章小结 161
  参考文献 162
  第5章 极地海域环境变化 174
  5.1 北冰洋环境条件及其变化 176
  5.1.1 北冰洋的主要环境因素 176
  5.1.2 营养元素的生物地球化学循环 180
  5.1.3 海洋生物对气候变化的响应 182
  5.1.4 人类活动的影响 194
  5.2 南极海洋环境 197
  5.2.1 南极海洋温度、盐度及水团变化 197
  5.2.2 南大洋营养盐、叶绿素等生源要素 202
  5.2.3 极地生物生态 209
  5.3 本章小结 220
  参考文献 220
  第6章 三极SDG大数据平台 232
  6.1 三极SDG大数据平台建设目标及意义 233
  6.2 三极SDG大数据平台设计及实现 234
  6.2.1 总体设计 235
  6.2.2 数据库 237
  6.2.3 方法库 237
  6.2.4 模型库 238
  6.3 三极SDGs数据集成与开放共享 239
  6.3.1 三极SDGs数据共享理念和机制 239
  6.3.2 三极SDGs数据资源及共享 241
  6.4 三极SDGs信息服务与决策支持 245
  6.4.1 三极SDGs数据可视化服务 245
  6.4.2 北极海冰预报 250
  6.4.3 北极冰区航线智能规划 254
  6.5 本章小结 259
  参考文献 259
  第7章 支持可持续发展的大数据产品 262
  7.1 冰冻圈大数据产品 266
  7.1.1 冰川与冰盖产品 266
  7.1.2 积雪与多年冻土产品 271
  7.1.3 海冰和河湖冰 280
  7.2 大气大数据产品 289
  7.2.1 大气气溶胶类型数据产品 289
  7.2.2 大气气溶胶光学厚度数据产品 292
  7.2.3 太阳辐射数据产品 298
  7.2.4 大气化学成分数据产品 304
  7.3 极地生态大数据产品 309
  7.3.1 极地植被生长动态遥感评估 309
  7.3.2 极地植被物候遥感估算 312
  7.3.3 极地温室气体排放的元分析集成 315
  7.4 青藏高原水资源大数据产品 318
  7.4.1 产品概述 318
  7.4.2 产品生产与精度评估 319
  7.4.3 产品分析 321
  7.5 泛北极和第三极城市大数据产品 323
  7.5.1 全球10米分辨率不透水面数据产品 323
  7.5.2 泛北极和第三极城市土地利用效率监测与评估 327
  参考文献 329
  第8章 实现极地可持续发展目标的路径探讨 337
  8.1 三极可持续发展研究——时空三极环境项目的贡献 339
  8.1.1 大数据平台支撑三极SDGs数据集成与服务 339
  8.1.2 科学发现助力SDG目标13——全球气候行动 342
  8.1.3 可持续发展评估支持极地治理决策 344
  8.1.4 可持续发展评估案例 345
  8.2 实现极地可持续发展目标的科技路径探讨 357
  8.2.1 修订三极地区的可持续发展目标与指标 358
  8.2.2 极地数据基础设施和观测能力建设 359
  8.2.3 加强极地与全球的远程耦合研究 361
  8.3 实现极地可持续发展的政策路径探讨 362
  8.3.1 北极地区 362
  8.3.2 南极地区 366
  8.3.3 第三极：青藏高原 368
  8.3.4 三极联动、多边合作促进可持续发展 370
  参考文献 371
  附表 三极SDG平台重要数据集 376