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解读美国 2021 财年气象领域的预算变化 发布日期 :2021-05-13  
♦李婧华
  2 月 10 日,美国白宫管理和预算办公室(OMB)发布了特朗普政府 2021 财年的美国政府预算草案《美国未来预》(A Budget for America’s Future)。该预算计划与特朗普总统过去的提议类似,强调在军事和移民执法方面支出,同时寻求削减教育、住房和环境保护方面的资金。预算将大幅削减促进可再生能源、投资低碳交通和研究气变化的联邦机构和项目。尽管白宫的预算提案要经过国会批准,但它反映出了特朗普政府未来实施的优先事项,以及对气候以及环境等领域的态度。
一、预算总体情况
  美国商务部(DOC)的预算削减了 37%,在各联邦机构中削减幅度最大(图 1)。根据新的预算,DOC 的优先事之一是发展新的气象卫星。根据预算提案,与 2020 财年的水平相比,DOC 的总资金将减少 73 亿美元。对于隶属 OC 的美国国家海洋和大气局(NOAA),特朗普政府向 NOAA 提出的最新预算要求基本上重复了过去的削减措施包括将削减近一半的 NOAA 主要研究部门,同时再次将天气研究的优先级置于气候和海洋项目之上。

  美国能源部(OE)非核项目预算将削减 28.7%,同时增加 19%的核安全支出。总体而言,该部门经费将减少 8.1%,预算中将取支持清洁能源计划的项目。特朗普再次提议取消能源高级研究计划署(Advanced Research Projects Agency-nergy)。政府表示:“这将使联邦机构的活动更加精简,并确保将更多精力集中于早期研发,这是联邦机构发挥最作用的领域,同时也反映出私营部门在技术商业化方面发挥的作用。”此外,DOE 能源效率和可再生能源办公室的算将被削减 74%;生物和环境研究办公室减少 31%,这其中包括用于地球系统高级研究和计算模式的资金。
  美国环保署(EPA)的经费将继续被大幅度削减,经费减少 24 亿美元,至 67 亿美元,比2020 年水平减少 6%。同时,白宫提议在全国范围内取消该机构的 50 项计划,认为“这些项目不属于 EPA 的核心任务或仅仅是其他工作的重复。”预算将把 EPA 的研发经费削减近一半,从 5 亿美元降低到 2.81 亿美元。预算还将把 EPA 雇员人数限制在大约 12500 人,这是自 1986 年以来的最低水平,比 10 年前的 17000 人大幅下降。EPA 发的预算分析表明,将通过取消一些研究计划来实现经费削减,其中就包括全球变化研究计划。该计划旨在研究气候变化对环境和健康的影响,以支持决策者、利益相关者和整个社会应对气候变化。
  美国宇航局(NASA)的预算将增加 27 亿美元,但新增经费主要用于登月和火星探测。这项 252 亿美元的总支出计划包括将 34 亿美元用于宇航员降落月球的工具,以及超过 7 亿美元用于支持宇航员在月球的活动。该计划还呼吁“新的奖励和挑战,研究经费和公私合作以发展新技术,使未来的火星任务能够负担得起”。而 NASA 地球科学项目面临经费削减 10.25%,即 2.02 亿美元,而在 2020 财年该预算为 19.7 亿美元。政府还将终止 NASA 的两项地球科学任务:PACE 和 CLARREO-Pathfinder。前者是一项旨在观测海洋、大气和云的卫星观测项目,后者是一项量化和归因气候变化原因的轨道卫星项目。此外,NASA 的 STEM 项目办公室也将被取消。
  新预算中联邦研发(R&D)总经费比 2020 年减少 140 亿美元,环境和地球科学是主要的削减目标。除了对 NOAA 和 NASA 地球科学项目的削减外,新预算还将美国地质调查局(USGS)的资金削减了 24%,其中气候适应科学中心的经费被削减了 64%,而这些中心支持气候智能型土地使用决策和适应性管理计划;还将把美国国务院和国际开发署(State and USAID)的经费削减 21%,其中包括旨在遏制气候变化的国外援助项目。
二、2021 财年 NOAA 预算的总体情况
  特朗普政府向 NOAA 提出的最新预算要求,将该机构 53.5 亿美元的总资金削减 14%(图2)。尽管在关键的卫星项目和商业数据采购方面的预算将会增加,但其他几十个项目的资金将会减少或完全取消。削减额度被分配到 NOAA 的所有主要部门,削减幅度最大的是海洋大气研究办公室(OAR)和美国国家海洋局(NOS),这两个部门的预算都将减少约 40%。与此同时,美国国家气象局(NWS)预算削减幅度较小,约为 4%,而美国国家环境卫星、数据与信息服务中心(NESDIS)预算基本保持不变。NOAA 各机构的预算详情见表 1


  尽管 NOAA 总预算将被削减,但政府也将大幅增加对关键项目的资助,包括增加 851.4万美元用于支持美国专属经济区范围内的海洋测绘,为建立龙卷风预警改进和扩展计划增加320 万美元,以提高龙卷风预报、预报和警报的准确性和及时性。
• 海洋大气研究办公室(OAR)
  为了响应其最近的两个预算要求,美国政府提议将 OAR 预算削减 40%,至 3.53 亿美元。在预算减少的情况下(图 3),NOAA将把天气研究置于气候和海洋研究之上。

  气候研究 政府提议将气候研究部门的预算减半至 8400 万美元,其中大部分削减是由于终止了气候竞争研究项目(Climate Competitive Research program),该项目为全国气候科学和防灾工作提供资金。NOAA 将把该项目部分预算合并到其他账户中,其中包括将 600 万美元的季节至次季节预报研究资金转拨给美国天气研究项目。
  政府还提议终止位于佛罗里达州的大西洋海洋和气象实验室(AOML)的气候研究活动,并关闭区域综合科学和评估项目,该项目旨在为防灾和城市规划开发决策支持工具。就在新一轮美国国家气候评估即将启动之际,NOAA 也将停止其对机构间工作的“专项资金”,改为使用其他项目的资源来支持其领导评估工作。NOAA 将把其余的气候研究资金集中用于其实验室、合作研究所和国家干旱综合信息系统的核心活动。
  天气和大气化学研究 气象和大气化学研究部门的预算将减少 14%,至 1.15 亿美元。在更为严格的预算范围内,NOAA 提议将资金拨给地球预测创新中心(EPIC),这是 NOAA 在天气预报领域重新夺回全球领导地位的基石。国会指示 NOAA 在 2020 财年至少拨出 800 万美元给 EPIC,而 NOAA 现在要求增加 700 万美元。EPIC 的新增预算将有助于 NOAA 建立基于云的代码开发环境,并改进统一预报系统(Unified Forecast System)。
  NOAA 还提出按照《2017 年天气研究和预报创新法案》,拨款 300 万美元建立“龙卷风预警改进和扩展计划”。该计划的目标是“通过开发和扩展准确、有效和及时的龙卷风预测、预报和预警,包括提前一小时以上预测龙卷风,来减少龙卷风造成的生命损失和经济损失。”
  为了适应这些新的努力,其他项目经费将大幅削减。致力于将科研进展转化为业务天气模式的联合技术转让项目(Joint Technology Transfer Initiative)的预算将从 1500 万美元下降到300 万美元。NOAA 还将关闭其在马里兰州进行大气化学研究的空气资源实验室并终止旨在改进美国东南部龙卷风预报的 Vortex-Southeast 项目。
  海洋、海岸和五大湖研究 政府建议将海洋、海岸和五大湖研究部门的预算削减 51%,至 1.13 亿美元。大部分削减经费将来自于终止 7400 万美元的国家海洋资助大学项目(National Sea Grant College Program),该项目支持沿海社区恢复力相关研究。其余削减经费来自海洋勘探和观测项目,从而将减少 NOAA 数据收集平台的数量。NOAA 还建议“重新调整”其海洋勘探计划,以支持特朗普总统关于在美国专属经济区和阿拉斯加海岸线内开展测绘的指示。
  高性能计算 购买超级计算系统的资金将从 4200 万美元减少至 2600 万美元,政府再次提议终止密西西比州立大学的一项 1500 万美元的“国会指导”高性能计算项目。
  尽管预算会削减,但预算仍表明,对高性能计算资源的需求“是 NOAA 现有能力的 32倍”。报告还指出,“NOAA 正在探索通过其他方式(例如云计算)来缓解这其中的不足。目前 NOAA 有几个试点项目,研究云是否可能成为填补供需缺口的解决方案。”NOAA 还于 2019年底发布了一份云计算战略草案(详见本刊 2020 年第 1 期)。
• 国家环境卫星、数据与信息服务中心(NESDIS)
  NOAA 目前正在更换其卫星群,这些卫星为地面和空间天气预报模式提供数据。在 2021财年,NOAA 要求提供资金来维持对下一代地球静止卫星和极轨卫星的购置计划,并大幅增加对新的空间天气观测系统的资金投入。NOAA 还建议根据新的卫星体系继续调整卫星项目的预算。
  预算调整 NOAA 强调,正在为其卫星项目实施寻求“新范式”,将越来越多地从联邦合作伙伴和商业机构获取数据,以补充其直接运行的平台数据。作为这种更分散的体系结构准备的一部分,NOAA 提议创建一个新项目,“将未来的地球静止卫星和空间天气观测作为一个组合进行管理”。
  地球静止卫星 NOAA 发射了最新地球静止环境卫星 GOES-R 系列四颗卫星中的两颗。原计划今年发射第三颗卫星,但由于前一颗卫星上的一个关键传感器在发射后遇到问题,因此推迟了目标日期。预算要求 NOAA 现在的目标是 2021 年 12 月进行发射。NOAA 还建议将该计划的预算增加 10%,至 3.35 亿美元,其中一部分将用于支持更换地面控制系统服务器。
  极轨卫星 用于购置新的极轨卫星的总预算将下降 12%,至 6.58 亿美元。NOAA 表示这足以维持其发射计划。JPSS 四颗卫星中的第二颗 JPSS-2 将于 2022 年底发射。
  空间天气监测 空间天气后续项目(Space Weather Follow On)的资金将增加 4400 万美元,达到 1.08 亿美元。卫星将监测太阳的日冕物质抛射和太阳风,取代目前的太阳和日球层探测器所提供的监测能力。NOAA 表示,增加的预算将使卫星的开发进展足够快,使其可以在 2024 年与 NASA 的“星际测绘和加速探测器”共享运载火箭。
  商业气象数据 NOAA 正在继续评估将商业数据纳入天气预报的可行性,并要求拨款 800万美元继续其商业气象数据试点项目,这一预算比目前水平增加了 500 万美元。NOAA 还要求用 1500 万美元通过其商业数据购买计划获取无线电掩星数据,这比目前水平增加了 1000万美元。预算指出,“(无线电掩星)数据的购买将取决于价格、质量和商业供应商的数据可用性。这些因素也会影响未来购买数据的速度。”
• 美国气象局(NWS)
  NWS 预算削减幅度较小,比 2020 财年预算减少 4%。预算中用于观测的资金基本与上一年保持一致,其中,预算中将增加用于全球综合观测系统和全球基本观测网络数据共享的资金。NOAA 提出这部分新增的资金将用于提高生成天气和水预报、监测和预警的观测数据的频率和可靠性,同时将增强与国际合作伙伴的合作,使成功的研究和开发成果能够完全转化并落实到 NWS 业务中。新预算还将增加资金用于加强世界气象组织信息系统。新增预算将帮助美国全球信息系统中心达到世界气象组织关于信息共享的新标准。此外,NOAA 还将继续加快创新发展的工作,重点关注 NWS 模式技术,并将继续专注于提高预报和 IDSS 的效率和有效性。
  但其他用于观测网络建设和设备的资金都将面临削减。NOAA 预算中将减少用于海洋观测的资金,尽管 NOAA 认为这部分预算的减少将削弱海洋观测的范围和业务。NOAA 将继续维持海啸深海评估和报告网络(DART)的 39 个停泊点以支持海啸任务,但将拆除 210 个 NOAA水位观测网络(NWLON)站点中的 17 个站点。此外,NOAA 还将减少热带大气海洋平台的海洋观测站数量,将减少目前 55 个浮标网中的 15 个观测站。
三、新预算投入变化的可能影响
  气候及气候变化领域研究面临巨大的风险和不确定性。在 2021 财年的新预算中,一些联邦机构针对气候和气候变化项目的资金将面临大幅削减。这样的结果并不意外,自从特朗普上台以来,近几年的美国联邦预算中,气候变化项目一直是经费削减的重点目标。而研发经费的削减,一方面将对国家实验室(如 AOML)以及相关气候研究项目产生负面影响,另一方面也将对大学、科研机构和非营利性机构的实验室以及对这些机构的项目资助产生不良影响。针对新预算中相关领域经费的大幅削减,有学者指出,这不仅会使科学家们更难开展气候变化影响和应对的相关研究,造成科研机构气候变化研究活动大幅下降,还会阻碍旨在帮助各州和地区从极端天气和风暴中恢复的项目。
  此外,特朗普政府削减气候变化领域研发投入将使相关科研机构和人才发展面临不确定性。经费削减可能导致美国气候领域科研机构关闭和科学家失业的风险急剧提高,也将导致美国相关领域博士后、博士毕业生等青年科学家面临择业困难。而我国高校和有关科研机构可根据国家有关人才计划,有针对性地吸引美国气候领域的高层次人才和青年科学家,特别是华人科学家来华开展科研合作。
  未来与商业气象的合作将继续加强。早在 2012 年,NOAA 和 NASA 就开始重视商业地球观测数据,特别是立方体卫星所提供的无线电掩星数据。从 2016 年起,NOAA 陆续购买了几家商业公司的无线电掩星数据,并且经过评估,认为这些数据质量优良。目前,商业公司部署小卫星星座已逐渐成为美国气象信息获取传统手段的重要补充。
  作为 NOAA 重要合作商,美国行星智能公司(PlanetiQ)于 2019 年 5 月启动了由 20 颗小卫星组成的最新一代气象卫星星座部署计划,首批计划发射 12 颗小卫星,部署在低地球轨道。未来新一代小卫星星座可提供高分辨率大气温度、压力和水汽含量信息,为天气预报,特别是飓风预报提供关键数据。此外,作为美国卫星遥感气象数据服务领域较有影响力的商业公司,Spire 公司发射的立方体小卫星为 NOAA 预报业务提供无线电掩星大气探测数据。该公司分别于 2019 年 7 月 5 日和 12月 11 日成功部署了 8 颗和 4 颗狐猴-2(Lemur-2)系列气象小卫星(图 4)。该系列卫星为无线电掩星大气探测星座,可为美国气象预报提供大气温度、压力和湿度数据,为船舶和飞机航行提供跟踪服务。

  在特朗普政府的新预算中,在气象相关领域受到或多或少预算削减的情况下,用于购买商业气象数据的资金反而大幅度增加,无疑将使美国气象机构与商业气象公司的合作更加紧密。