美国国家海洋大气局的基础研究设施概况.doc

美国国家海洋大气局（NOAA）的基础研究设施概况中国科学院资源环境科学信息中心转载本文需经本平台书面授权，并注明出处：中国科学院资源环境科学信息中心；上海情报服务平台NOAA 的研究基础设施包括一系列的联邦实验室、科学中心、海船、飞行器以及其他观测系统和平台。这些基础设施在外部合作伙伴的支持下得到了极大加强。NOAA 研究计划的实施和执行是在NOAA 内设机构层次。图1 给出了依据2004 财年实际预算情况得到的内设机构资金资助分配情况。1 NOAA 的实验室和中心完成NOAA 任务目标，需要大气科学 、湖沼学、海洋学、化学、生物学、数学和空间物理学方面坚实的基础。NOAA 完成任务目标的能力目前与对这些学科的认知水平差不多。我们的实验室和科学中心在地球化学、物理和生物系统方面开展前沿、基础和应用研究工作。这些研究直接提高了NOAA 实现目标的能力。1.1 海洋与大气研究局（OAR）实验室（1）高层大气学实验室（AL）AL 开展改进观测、理解、预测和保护大气质量能力的研究，特别是地球大气化学、物理过程的研究。研究的重点是大气的两个最低层对流层和平流层。（2）空气资源实验室（ARL）ARL 主要开展与空气质量和气候有关的过程研究，重点研究痕量气体和气溶胶的传输、辐散、转换和消除过程，痕量气体和气溶胶的气候生态效应以及大气层与生物、非生物表层之间的交换。（3）大西洋海洋学与气象学实验室（AOML）AOML 主要开展海洋学、热带气象学、大气和海洋生物地球化学和声学方面的研究，重点研究区域为大西洋、加勒比海和南佛罗里达；同时，还开展全球海洋观测系统若干观测分量的数据收集和管理工作。AOML 研究意在寻求理解海洋和大气的物理特征和过程，既研究单个系统也研究二者的耦合系统，研究海洋和大气过程对生物地球化学、生态系统和热带风暴的影响。（4）气候诊断中心（CDC）CDC 研究识别时间尺度上从一个月到几百年的气候变化的特点和原因，包括区分自然变率和人类活动引起的气候变化，为公共计划和政策决策提供进一步的科学依据。CDC同时还作为全球计划办公室下属的一个应用研究中心。（5）气候监测和诊断实验室（CMDL）CMDL 主要开展大气成分的持续观测和研究，涉及大气成分的源汇增强、趋势和全球分布，这些大气成分通过改变地球的辐射环境而驱动气候变化，也可引起全球臭氧层的耗减，并对大气本底空气质量产生影响。（6）环境技术实验室（ETL）ETL 通过在天气、气候和空气质量方面的特殊区域研究工作，特别是通过对地球物理环境的遥感技术的开发和应用，支持NOAA 的战略目标。（7）预报系统实验室（FSL）FSL 通过应用超级计算机和其他前沿技术开展应用研究，改进/创建短期天气预报和预警系统、模型以及观测技术。FSL 由此将新的科学和技术成果及时地传送到其用户手中，包括国家天气服务中心、商业和航空界、美国空军、许多国外的天气预报办公室以及各个私人机构。（8）地球物理流体力学实验室（GFDL）对NOAA 的理解气候变率和变化这一任务目标来说，GFDL 开展的研究是综合的、长期的基础工作，该机构的研究目标是扩展对控制大气和海洋这样的复杂流体系统的物理过程的模拟和理解。（9）大湖环境研究实验室（GLERL）GLERL 从事大湖科学研究，提供大湖有效管理和保护所需的科学产品、技术和服务。（10）国家强风暴实验室（NSSL）NSSL 总部设在俄克拉何马州的诺曼，与NWS 合作关系密切，调查和研究恶劣天气的各个方面，致力于提高恶劣天气预警和预报水平，拯救人民生命财产免遭损失。（11）太平洋海洋环境实验室（PMEL）PMEL 开展海洋学和大气科学的跨学科研究，其研究成果对季节-年季的气候预报、十年到百年气候变化的预测和评估以及改进短期预警和预报服务、建立持续性渔业具有重要的应用价值。1.2 国家海洋渔业局（NMFS）科学中心（1）阿拉斯加渔业科学中心（AFSC）AFSC 负责阿拉斯加的海洋和河流水域的研究，收集并管理有关科学数据，为北太平洋渔业管理委员会、国家海洋渔业服务阿拉斯加区域办公室、美国参加国际渔业谈判的代表、渔产业及其机构提供技术建议。（2）东北渔业科学中心（NEFSC）NEFSC 管理一个涉及更好地理解从缅因湾到哈特拉斯（Hatteras）角的东北大陆架海洋生物资源的多学科基础和应用研究计划。负责向官方、产业部门和公众解释、提供有关海洋生物资源保护和利用方面的知识和建议。（3）西北渔业科学中心（NWFSC）NWFSC 从事多学科的研究，提供渔业管理信息和技术建议，支持国家海洋渔业服务有关计划，满足太平洋渔业管理委员会的需求，支持美国西海岸的其他利益相关者。（4）东南渔业科学中心（SEFSC）SEFSC从事美国东南部以及Puerto Rico和美国 Virgin 岛屿等区域的海洋渔业科学研究，开发关于渔业资源保护、栖息地保护、海洋哺乳动物和濒危动物保护方面的科学信息，为国际谈判、南大西洋、墨西哥湾和加勒比海渔业管理委员会提供环境影响评估服务。（5）西南渔业科学中心（SWFSC）SWFSC 开展数学、海洋学、经济和计算机科学方面的研究，以支持太平洋海岸和深海（High-sea）渔业资源的管理，获取有关信息。SWFSC 的研究活动还支持西太平洋渔业管理委员会和太平洋渔业管理委员会的工作；支持国家海洋渔业服务西南地区办公室的工作；支持全球金枪鱼和南极资源国际委员会的工作。（6）太平洋岛屿渔业科学中心（PIFSC）PIFSC 开展渔业、珊瑚礁和受保护物种的研究，还开展生物学、生态学和经济研究以支持渔业管理计划工作。不断产生渔业数据支持渔业政策和管理；受保护物种的研究工作还应用于检验影响夏威夷僧海豹和绿海龟数量的情况和问题。1.3 国家环境卫星、数据和信息局（NESDIS）中心（1）研究和应用办公室（ORA）ORA 从事气象学、气候学和海洋环境特征方面卫星监测数据的应用研究，由三个部门组成：卫星气象学和气候学部（SMCD）、卫星海洋学部（SOD）和合作研究计划部（CoRP）。1.4 国家海洋局（NOS）实验室和中心（1）海岸渔业和栖息地研究中心（CCFHR）CCFHR 由NOS 和NMFS 共同组建，从事河口过程、近岸和海洋生态系统生物生产力、海岸和海礁渔业资源动态变化以及人类活动对资源生产力影响的实验室和野外研究。（2）海岸监测和评估中心（CCMA）CCMA 通过研究和监测开展海洋生态系统状况的评估和预报工作；为资源管理者和研究者提供有用的科学信息以及技术建议和数据；研究解决污染、陆地和资源利用、侵入物种、气候变化和极端事件等问题。（3）海岸环境健康和生物分子研究中心（CCEHBR）CCEHBR 从事与海岸生态系统健康、环境质量和公众健康有关的研究工作，通过化学的、生物分子、微生物学和历史学的引入，开展海洋和河口栖息地显著影响因子的描述、评价和预测。设在英国牛津的牛津合作实验室是CCEHBR 的重要组成部分。（4）海洋系统检测和评价计划（OSTEP）海洋业务产品和服务中心的海洋系统检测和评价计划通过引入新的和改进的海洋学和海洋气象学传感器和系统，改进单个传感器和集成传感器系统的质量、敏感度和价值。在检测、评价和集成阶段工作的基础上，OSTEP 开展持续地研究，了解航海安全方面的技术贡献及其应用情况。（5）海岸带海洋研究发起（sponsored）中心（CSCOR）CSCOR/COP 是一个联邦科研合作机构，发展海岸生态系统管理方面的预测能力，以高优先领域的研究和跨机构间的创新研究行动支持高质量科学问题，如与海岸带政策确定有关的问题，包括直接支持NOAA 总体任务的关键问题。（6）海岸调查开发实验室（CSDL）CSDL 开发和改进由海岸测量和NOS 使用的制图、水文测量以及海洋学系统，为海岸，特别是从事安全高效航海和海岸保护利用的团体，提供产品和服务。CSDL 由三个组成部分：制图与地理空间技术计划（CGTP），水文测量系统和技术计划（HSTP）以及海洋模拟和分析计划（MMAP）。（7）霍林斯（Hollings）海洋实验室（HML）HML 是一个多机构的、跨学科的机构，为海岸生态系统的持续、保护和恢复提供科学和生物应用技术，关注是环境与人类健康的关系。（8）国家大地测量调查局（NGS）地球科学研究部NGS 地球科学研究部从事将GPS 技术应用于地球科学和重力测量系统发展的基础性研究工作。（9）国家大地测量调查局（NGS）遥感研究组NGS 遥感研究组从事新型遥感技术的研究、开发和系统集成，提供有效、精确海岸线数据，长期发展标准、说明和程序的制定。1.5 国家天气局（NWS）实验室和中心（1）环境模拟中心（EMC）EMC 是国家环境预测中心的组成部分，通过与研究界广泛的合作计划，发展和改进数值天气、气候、水文和海洋预测。（2）气象发展实验室（MDL）MDL 开发并将科学技术应用于国家天气服务的业务工作，完成了全程预报指南，为决策支持和预报准备提供交互工具，对国家天气服务产品进行综合的评价。（3）水文发展实验办公室（OHD）OHD 通过以下工作增强和增加国家天气服务产品：引入新的水文科学，发展水文业务应用技术，用NWS 野外办公室管理水文发展，提供先进的水文产品以满足NWS 用户的需求。（4）空间环境中心（SEC）SEC 提供空间天气预警和警报，持续地监测和预报地球的空间环境，提供精确、可靠和有用的日地信息，引领改进服务的计划。2 合作研究所NOAA 的合作研究所是与NOAA 的大多数研究领域开展合作的科学研究机构，在扩展NOAA 的研究能力以提供国家预报需求的环境评估和预测方面发挥着关键的作用。由于许多合作研究所与NOAA 的实验室在一起，因此实验室与大学科学家之间有着长期稳定的合作关系。没有与NOAA 实验室在一起的合作研究所通常通过不同的NOAA 研究实体和研究计划开展合作研究。合作研究所还有另外的一个重要功能：它们教育和培训下一代NOAA 与国家的研究力量，NOAA 与合作伙伴的许多合作协议提供了正式的学生奖学金发起文件。2.1 OAR 合作研究所（1）大气调查、区域模拟分析和预测联盟（AIRMAP）位于新罕布什尔大学的AIRMAP 主要研究气候变率和新英格兰的空气污染源，以确定气候变化的原因，预测空气质量的变化，示范新的预报技术。（2）北极研究合作研究所（CIFAR）CIFAR 是一个与阿拉斯加大学合作的合作研究所，开展对北极至关重要的各种问题研究，重点开展渔业海洋学研究、水文研究、海冰动力学、大气科学研究、气候动力学和变率、海啸研究和预测、评估和监测、数值模拟研究等。（3）大气科学和陆地应用合作研究所（CIASTA）CIASTA 是一个与内华达大学与联合学院沙漠研究所共同组成的合作研究所，其研究重点为天气研究、气候、空气质量、与全球变化相关的陆地生态系统研究、水文学、西部山区典型干旱区的水供应等。（4）气候应用和研究合作研究所（CICAR）CICAR 是一个与哥伦比亚大学合作的合作研究所，其研究主题包括气候变率和变化的模拟、预测和评估；测量和古气候数据的发展、收集、分析和建档；开展气候变率和变化的预测和评估为决策者提供信息。（5）气候和海洋研究合作研究所（CICOR）CICOR 是一个与伍兹霍尔海洋研究所合作的合作研究所，其研究活动围绕海岸带海洋和近岸过程、气候和气候变率的海洋作用、海洋生态系统过程分析等开展。（6）气候科学合作研究所（CICS）CICS 是一个与普林斯顿大学合作的合作研究所，其研究将支持地球系统模型发展、气候产品生产、研究区域和全球气候变率和变化的模型发展、海洋和陆地碳循环，以及其他对未来气候变率和变化重要的过程。（7）湖沼学和生态系统研究合作研究所（CILER）CILER 是一个与密歇根大学合作的合作研究所，与密歇根州立大学和其他大学也有正式的联系，其主要的研究重点包括：气候和大湖动力学，海岸带和近岸过程，大湖生态系统结构和功能，大湖和海岸带海洋动力学，海洋环境工程等。（8）海洋与大气研究合作研究所（CIMAS）CIMAS 是一个与迈阿密大学Rosenstiel 海洋与大气科学学院合作的合作研究所，与大西洋海洋学与气象学实验室（AOML）合作密切，其研究集中于下述5 个主题：气候变率，渔业动力学，海洋观测系统，海气相互作用和海岸带和海洋生态系统。所有上述主题都与NMFS 开展合作研究，其中的第五个主题与OAR 开展合作。（9）中尺度气象研究合作研究所（CIMMS）CIMMS 是一个与俄克拉何马大学合作的合作研究所，其研究包括：基本对流和中尺度预报改进，控制中尺度过程的气候效应，中尺度天气系统的社会经济影响以及区域气候变率。CIMMS 与NSSL 开展合作并对NWS 的现代化工作进行支持。（10）新英格兰海洋文化合作研究所（CINEMAR）CINEMAR 是一个与新罕布什尔大学合作的合作研究所，作为一个区域中心可以汇集大学、产业、联邦和州计划以及私营部门的代表，一同就新英格兰水域的渔业管理、海洋文化和海洋政策等问题开展工作。（11）大气层研究合作研究所（CIRA）CIRA 是一个与科罗拉多州立大学合作的合作研究所，主要开展的研究包括全球和区域气候，局地和中尺度的天气预报和评价，应用云物理学，卫星观测应用，空气质量和能见度，社会经济影响，数值模拟和教育、培训和宣传。（12）环境科学研究合作研究所（CIRES）CIRES 是一个与科罗拉多大学合作的合作研究所，开展环境化学和生物学、大气和气候动力学、冰冻圈和极地过程以及日地环境研究。（13）海洋和大气联合研究所（JIMAR）JIMAR 是一个与夏威夷大学合作的合作研究所，其研究包括：赤道海洋学、气候研究、海啸、渔业海洋、热带气象学和海岸带研究。JIMAR 与NMFS 和NMS 的太平洋区域机构合作密切，同时也与檀香山（Honolulu）海岸带服务中心建立了合作关系。（14）海洋观测联合研究所（JIMO）JIMO 是一个与加利福尼亚大学斯克里普斯海洋学院合作的合作研究所，该机构利用现代观测技术，如平台（近地面、海下和航空/航天）、传感器和系统构建等以满足紧迫的研究需求。JIMO 特别关注耦合海洋大气气候研究、海洋学、海洋地质学和物理学以及海洋技术。（15）大气和海洋研究联合研究所（JISAO）JISAO 是一个与华盛顿大学合作的合作研究所，补充开展PMEL 在气候变率、环境化学、河口过程和渔业增殖的年季变率方面的研究。2.2 NMFS 合作研究所（1）海洋资源研究合作研究所（CIMRS）CIMRS 是一个位于俄勒冈州立大学的合作研究所，其汇集NOAA 的西北渔业科学中心、太平洋海洋环境实验室和俄勒冈州立大学的科学家一起工作，就海洋环境的生物和非生物组成部分的相互利益和相互关系问题开展研究。目前，CIMRS 的研究人员开始进行平行推进NOAA 在地质/化学和渔业海洋学两个领域的计划目标的科学研究工作。（2）海洋教育与研究合作（CMER）计划CMER 计划是一个NOAA 与五个科研机构的合作计划，分别是：马萨诸塞大学、罗德岛大学、拉杰斯大学、弗吉尼亚海洋学院和汉普顿大学。这一合作计划着重于解决与任务相关的研究问题、装备和培训海洋科学家、努力帮助国家应对海洋环境中资源管理问题的挑战。2.3 NESDIS 合作研究所（1）气候研究合作研究所（CICS）CICS 是一个与马里兰大学合作的合作研究所，它的建立是为了培育在卫星气候学、气候的诊断、模拟和预测研究中的合作研究。（2）气象卫星研究合作研究所（CIMSS）CIMSS 是一个与威斯康星麦迪逊大学合作的合作研究所，从事应用被动微波遥感系统开展气象学和基于近地表的应用研究，开发应用静止天气卫星热辐射观测的技术以改进强风暴预报水平。（3）海洋卫星研究合作研究所（CIOSS）CIOSS 是一个与俄勒冈州立大学合作的合作研究所，开展开发、改进和评价海洋遥感和海气模拟的方法研究。特殊应用包括海洋和大气动力学的基础研究，对海洋观测/模拟系统的贡献以及对未来的系统和模式进行评价。2.4 NOS 合作研究所（1）海岸带和河口环境技术合作研究所（CICEET）CICEET 利用新罕布什尔大学、私营机构以及全美科研和公共研究机构的科学研究能力（包括国家河口研究保护系统）发展和应用新的环境技术。（2）联合水文中心（JHC）JHC 是一个国家级的专门开展海洋制图和水文科学研究的中心，建设在新罕布什尔大学。JHC 加强与私营机构、其他政府机构和大学的互动和合作，其研究重点是开发和评价各种现代的水文和海洋制图技术和应用。2.5 NWS 合作研究所（1）应用气象研究合作研究所（CIAMS）CIAMS 是一个与得克萨斯农业机械大学合作的合作研究所，其研究焦点集中在以及更好地利用雷达和闪电数据，与NWS 南部区域中心合作密切。（2）宾西法尼亚州立大学合作研究所（CIPSU）CIPSU 的研究瞄准应用大气圈、水圈和生物圈的数据和知识解决特殊的应用和预报问题，包括大气、水文和气候预测，与NCEP 和NWS 东部区域中心合作密切。（3）美国东北气象水文灾害预测合作研究所（CIUA）CIUA 是一个与纽约州立大学奥尔巴尼分校合作的合作研究所，其研究集中于更好地理解和预测冷暖季降雨系统，与NWS 东部区域中心合作密切。（4）区域预测合作研究所（CIRP）CIRP 复杂地形下数值天气预测和中尺度观测系统，与NWS 西部区域中心和NCEP合作密切。（5）热带气象学合作研究所（CITM）CITM 是一个与佛罗里达州立大学合作的合作研究所，其研究集中于热带气象学、理解和预测天气的和中尺度天气现象以及气候学，与NWS 南部区域中心和NCEP 合作密切。3 资助计划3.1 全球计划办公室（OGP）NOAA 的全球计划办公室通过几个资助计划及其应用研究中心开展科学研究工作，OGP 的计划目的是理解气候变率及其可预测性，通过这些领域的研究，研究者协作开展研究活动对从季节到年季甚至更长的连续时间尺度的气候变率的预测改进和评估做出共同的贡献。3.2 国家海洋基金（Sea Grant）学院计划海洋基金（Sea Grant）是一个基于30多所大学、联系海岸带研究应用界的国家级网络。海洋基金提供一个稳定的国家计划基础，分布在每个海岸带和大湖所在州以及 PuertoRico.大学，这些计划成为动态的、涉及300多个研究机构、3000多位科学家、工程师、教育工作者、学生和科普工作者的核心。海洋基金投资NOAA优先领域有：海岸带群落及其经济、海岸带灾害减缓、生态系统和栖息地、水文化、渔业和海产品技术、海洋生物技术、城市海岸、海洋技术与教育等。海洋基金资助的活动可以是局地的、州的、国家的、有时甚至是国际的问题，从这个角度看，局地的需求需要引起国家的关注，而国家的问题最后要通过局地的工作来解决。3.3 海洋探测资助计划海洋探测办公室是NOAA 实施探测和理解海洋新行动的中心，该办公室支持立项开展海洋探险、探测项目支持众多有关的外场实验以达到发现和起草海洋航线的目的。3.4 NOAA 海下研究计划NOAA 海下研究计划为科学家提供海下环境工作必需的工具和技术，是唯一的国家服务计划，六个区域研究中心为科学界提供各种水下技术，包括潜水工具、遥控车（ROVs）和水下自动车（AUVs）、水下实验室、海底观测站、SCUBA 和混合气体潜入计划。诸如生物技术和药物、海底观测和感应、交通工具发展等海下技术由NURP 的国家海下科学技术研究所解决。3.5 测地科学与应用研究（GSAR）计划GSAR 计划的目标是从国家层面上改进定位业务和服务以支持交通和商业。4 其他合作伙伴NOAA 建立了众多机构间的合作关系，充分利用多种机制与其他政府机构和大的科学团体开展合作研究活动。为了开展许多国内国际环境与自然资源问题（包括研究与发展）