主页 > R生活通 >关键区观测站(Critical Zone Observato >

关键区观测站(Critical Zone Observato


2020-06-18

关键区观测站(Critical Zone Observatory):美国国家科际整合的环境研究计画

关键区观测站(Critical Zone Observatory,简称CZO)是美国国家科学基金会(National Science Foundation)支持的一个全国性,整合不同科系的研究计画。所谓的关键区指得是靠近地球表面,有渗透性的,介于天空和岩石的地带,包括树的顶端往下到地下水深层。这个有生命,会呼吸,不断演化变动的区带,也是岩石,土壤,空气,水和有机物互动的空间(图1)。这些複杂的互动调节了自然栖息环境,也影响了我们赖以为生的自然资源,包括食物生产和饮水品质。

关键区观测站(Critical Zone Observato

图1:关键区(Critical Zone)指靠近地表,有渗透性的,介于天空和岩石的地带区带,包括树的顶端往下到地下水深层。 (图片来源

为什幺要研究关键区?
关键区对于地表上的生命非常重要,但是我们对于以下三个重要问题了解仍然十分有限:

关键区如何形成?关键区如何运作?关键区未来会如何变动?

更确切地说,我们不了解到底物理性,化学性和生物性过程是如何互相影响,也不知道而这些过程发生的时间和空间的尺度。许多过程是非线性的複杂现象,以空间尺度而言,可能小到原子尺寸,也可能大到全球範围;以时间尺度而言,快则以秒计,慢则跨越地质世代。图2 以三个层面来说明关键区中可能牵涉到的複杂互动过程。如果我们要了解关键区里面的风化过程(weathering)(棕色)中牵涉到物理性,化学性和生物性的变动,那幺要检视的是来自外界的强迫(forcing) (上层蓝色),包括气候性(climatic),人为性(anthropogenic)和地质性(tectonic)的强迫。而风化的强度和範围则纪录在大气里的气体浓度反应,水文反应的气溶胶(aerosols),和土壤里面的化学反应。

关键区观测站(Critical Zone Observato

图2:关键区中複杂的风化(weathering)过程,外来的驱动力是气候性(climatic),人为性(anthropogenic)和地质性(tectonic),而风化过程也纪录在大气,水文和土壤的回应中。 (图片来源:作者改编自http://www.czen.org/files/czen/CZEN_Booklet.pdf)


中心问题
最重要的问题是:关键区会如何演化来对气候变迁和土地使用做出反应?这个问题又可以细分为4个层面:

1. 大气部分:控制碳,悬浮粒子和反应气体的流动是哪些过程?

2. 水部分:生物/化学/地质过程如何掌控水和土壤的可持续性?

3. 土地部分:物理性和化学性的变异和干扰如何冲击关键区?

4. 生态系统部分:风化过程如何滋养生态系统?

关键区观测站(Critical Zone Observato

图3:关键区的重要研究问题有4个层面:大气,水,生态系统和土地 (图片来源:作者改编自

三项主要目标:
1)
发展出整体性的理论架构来了解关键区的演变
CZO希望找出整体的概念架构来整合水文学,地貌学,地质化学和生物学彼此互动的新知识。也希望整合不同时空尺度的正面和负面的回馈效应。

2)发展出互连的系统模型(coupled systems models)来了解关键区如何对气候性,人为性和地质性的强迫做出反应
CZO希望建立量化模型来整合多元性过程。模型中会追蹤能量,气体,水,沈澱物的贮存和流动。

3)发展出整合的数据/测量框架
这个框架要能够纪录地质上和气候上一个範围内的变动,而且能够检证模型推导出的预测是否成立。
目前6个CZO主要观测站分布在不同气候和地理区域(图4)。这些不同的观测中心希望发展出共同的基础设施(Infrastructure),以便进行数据/测量上的整合。

关键区观测站(Critical Zone Observato

图4:分布在不同气候和地理区域的6个CZO 观测站 (图片来源

参考资料:
1. National Critical Zone Observatory Program (CZO) (http://criticalzone.org/index.html)
2. NSF 2005: “Frontiers in Exploration of the Critical Zone–An NSF-Sponsored Workshop” (http://www.czen.org/files/czen/CZEN_Booklet.pdf)
3. 英文维基百科:Critical Zone Observatory


上一篇:
下一篇:

热门推荐
2020-07-29
放大图片英国《周日伦敦时报》报道,首相约翰逊领导的国家安全委员会,将于今个星期作出最后决定,批准内地
2020-07-29
放大图片英国首相约翰逊确认,接纳欧盟给予的延后脱欧限期3个月至明年1月31日的决定,但希望该机构不再
2020-07-29
    曾称宁死不延迟脱欧    约翰逊改口:会与欧达协议    外媒称,在英国下议院遭受重挫的英国
2020-07-29
放大图片英国首相约翰逊据报计划周一向国会下议院动议提前大选,并得到在野党苏格兰民族党(SNP)和自由
2020-07-29
英国首相约翰逊是普通人与着名精英战斗的民权保护者,可是从左翼到右翼的议员都反对他想强硬地让英国与欧盟
2020-07-29
放大图片英国首相约翰逊将与爱尔兰总理瓦拉德卡(Leo Varadkar)会晤,为挽救英国脱欧协议的一
随机文章
2020-07-18
1948年杪,为了解决华校师资严缺的问题,英殖民政府特别开设了华校高等师範训练班。高师班共办了5届,
2020-07-18
在杏坛春风化雨数十年,邢广生老师为马来西亚华文教育培育了不少才学兼备的老师以及社会精英,她,在桃李们
2020-07-18
在“两代老师的真情对话——芳草碧连天的故事”讲座会上,许多“老”学生忆述邢广生对他们的恩惠时,有笑,
2020-07-18
锡米山查雅花园后面的房屋,整片锌板被大风吹走。大风吹,吹什幺?吹树倒、屋顶飞、车辆被压坏!相信很多人
2020-07-18
湖内警分局竹沪派出所担服日前值班之员警李常毓于17时10分接获苏姓民众报称于路竹区华山路1号旁巷内道
2020-07-18
高雄市前镇区中山四路往机场方向,在五甲路口附近的机慢车道上,因梅雨来袭,连日大雨造成土石鬆动,路边的
申博太阳城_渔乐九州电玩城|信息网上交流|最全面最及门户网|网站地图 申博sunbet开户 申博真人盘口