李婧华 郑秋红 张定媛 摘译

　　21世纪的WMO资料政策

　　作者：Gerhard Adrian（WMO主席）等

　　WMO协调活动的最终目标是使所有成员受益于天气、气候和相关的环境服务。这是通过气象价值链来实现的（图1），从观测开始，这是我们对大气和气候系统的基本知识来源，并以基于它们所提供的服务的有效决策结束。

　　WMO的资料政策和目前改变的驱动因素

　　WMO的主要作用之一是促进和协调提供服务所需的国际资料交换。其资料政策的作用是阐明这种交换的原则和支持其实施的做法：哪些类型的资料将被交换，由谁交换，与谁交换，为了什么目的，在什么条件下交换？

　　虽然国际资料交换的需求是明确的，而且几乎被WMO成员普遍理解，但要制定一项所有成员都能接受和使用的政策并不一定容易。在各国政府为其公民提供天气和气候服务的共同目标范围内，存在着各种不同的国家实施方式，不同的行为者承担着不同的责任。例如，对于公共部门和私营部门的角色没有普遍的共识。对于哪些服务必须由政府机构免费提供，哪些可以由私人实体或由政府机构扮演私人实体角色提供收费服务，并没有普遍的共识。一项有效的资料政策必须提供足够的清晰度，使成员能够为其公民提供产品和服务。同时，它必须保持足够的广度和灵活性，以兼顾这些不同的国家政策和国家对气象价值链的实施。

　　多年来，WMO的资料政策不断演变，以适应新的要求、新的应用领域、新的技术以及不断变化的政治和经济现实。资料政策在21世纪继续演变，一项重大的更新在2021年10月的WMO特别届会推出。这一新发展背后有几个主要的驱动因素，下面列出一些最重要的因素。

　　首先，天气和气候监测和预测的显著进展和成功应用，导致社会各部门对天气、气候和相关地球系统信息的需求呈爆炸式增长。这使得人们越来越认识到所有类型的地球系统资料的经济价值，进而导致越来越多的利益攸关方积极参与这些资料的生产和使用。此外，尽管我们的技术能力在稳步发展，但可以说，在许多地区对天气不利影响的脆弱性正在增加。比以往任何时候都多的人生活在高风险地区，如低洼、暴露的沿海地区和泛滥平原。此外，持续的气候变化现在已经改变了高影响天气现象的频率。我们需要改进监测和预测能力，这不仅是为了管理当前天气事件的影响，也是为了帮助社会了解和适应未来可能的天气。

　　其次，对地球系统资料的需求不断增长，技术的稳步发展，包括观测、通信和资料处理，导致可用的地球系统资料量的巨大增长。地面和天基遥感技术以及用于模式的计算机处理速度和存储容量的发展，都需要采用新的方法来分配和获取资料。旧的解决方案，如全球通信系统（GTS），已经不能充分的支持资料交换，必须用互联网和云技术取代。WMO信息系统（WIS）为资料格式和元数据提供了所需的标准。

　　第三，近年来，许多国家，尤其是发达国家，一直在朝着将所有公共资助的资料作为“开放资料”的方向发展。国家气象水文部门（NMHS）等资料提供者，正面临着不断增长的开放获取资料的需求。欧盟率先通过“关于开放资料和公共部门信息再利用”指令，成员国有义务在本国法律中实施该指令。指令背后的社会经济理论在其序言中得到了明确阐述：“行政、立法或司法等公共部门机构产生的文件，构成了一个庞大的、多样化的、有价值的资源池，可以造福社会。以常用的电子格式提供这些信息，包括动态资料，可以让公民和法人实体找到使用这些信息的新方法，并创造新的、创新性的产品和服务……”

　　第四，气象观测和模拟已逐步扩展到邻近的应用领域，例如环境监测，并寻求扩大各种天气、气候和水文现象的准确性和预测范围。这清楚地表明，需要一个综合的地球系统方法。为了取得成功，这种方法必须包括观测网络设计、制作和交换观测资料、综合地球系统模式以及随后交换模式资料。

　　经过深入分析这些驱动因素及其影响，WMO决定采用一个总体政策声明，清晰、明确地列出21世纪所需的资料交换范围，将成为回应和帮助世界气象进一步发展的最佳途径。

　　社会背景和外部发展。如前所述，近年来，不同的利益攸关方作为资料交换的积极或潜在参与者加入了NMHS。这些机构包括非NMHS政府机构、非营利组织以及来自私营部门和学术界的各种实体。这种多样性是非常可取的，如果管理得当，将有助于实现地球系统方法所需的资料交换的广度。为了利用如此广泛和多样化的参与者所提供的价值，WMO资料政策必须能够在其制定和实施过程中适应这种多样性。

　　认识到这些机会后，2019年第18次世界气象大会通过了《日内瓦宣言：构建天气、气候和水行动共同体》，并同意召开关于下一代天气和气候信息伙伴关系和创新的高级别公开协商对话。

　　新的WMO统一资料政策是在《日内瓦宣言》的背景下制定的。来自公共、私营及学术界的代表积极参加了起草工作。该政策旨在通过促进广泛参与免费和无限制地交换气象和相关的地球系统资料，提供双赢的机会。通过对政策实践的具体措辞和使用精确的定义，它对各方提出了明确的期望和他们可以获得的利益。包括资料交换的所有参与者的广泛的协商将仍然是政策和实践定期审查的一个关键要素，目的是确保政策保持最新，并对不断变化的情况做出响应。

　　哥白尼计划。通过哥白尼计划，欧盟委员会（EC）代表其成员国投资整合资料集成和模式的平台，以更好地利用和最大限度地发挥现有能力，并建立其关键的专业知识。哥白尼计划的任务是利用地球观测和数值预报，为决策者、研究人员、商业和私人用户以及全球科学界，产生涵盖环境所有组成部分的增值信息。哥白尼计划涵盖6个主要服务领域，其中一个重点是气候变化及其累积影响。

　　微软地球。2017年12月，微软宣布为其“AI for Earth计划”投资5000万美元，以开发AI技术，更好地理解和解决地球面临的环境问题。正如他们所说：“从根本上，AI可以加速我们观测全球环境系统及其变化的能力，将数据转化为有用的信息，并应用这些信息采取具体措施，更好地管理我们的自然资源。”“AI for Earth计划”旨在提供更好的计算和AI工具。它降低了无力承担IT基础设施投资的小型组织的准入门槛，并创建了一个贡献者社区，推进创新和可扩展的AI解决方案。

　　与此同时，微软和其他云计算提供商正在将政府数据库连接到其专有的云基础设施，以增加向客户提供的资料。

　　IBM环境智能套件：地理空间分析（Geospatial Analytics）。这是一个专门为海量地理时空数据（地图、卫星、天气、无人机、物联网）查询和分析服务而设计的平台。它进行各种转换，使历史资料集和实时资料集更易于使用，实现快速资料发现。同时，它还是一个计算平台，在整合资料集上运行物理和统计模型。它旨在支持包括AI和其他类型的资料分析在内的应用开发。

　　WMO统一的地球系统资料国际交换政策及其预期影响。与打算取代的三个现有WMO资料政策决议相比，新的WMO统一资料政策将提供一个更全面、更灵活和更容易实现资料交换的方法。

　　目前的WMO资料政策由三个独立的大会决议提出，每一项决议都涉及一个特定领域：第40号决议（Cg-XII，天气）、第25号决议（Cg-XIII，水）和第60号决议（Cg-17，气候）。相比之下，WMO统一资料政策决议涵盖了七个学科和领域，在同一个决议中涵盖了所有WMO地球系统资料。此外，新政策还扩大了范围，从只涉及NMHS之间的交换，到涵盖全体成员，从而包括参与交换的所有实体，包括私营部门和学术界。

　　与第40号决议类似，新决议对“核心资料”（core data）和“推荐资料”（recommended data）进行了区分，核心资料的交换被认为是义务的，而推荐资料的交换是强烈建议的。然而，与第40号决议不同的是，新决议对这两类资料的具体内容采用了模块化的方法。在WMO技术条例中提供了关于什么是“核心资料”和“推荐资料”的具体细节。因此，新的发展可以通过修订来适应，而不是要求更新政策决议本身。这使得执行工作比目前的情况更容易维持和更新。

　　就其预期影响而言，新的资料政策将促进和加强来自全球各地观测资料的交换。在全球和区域NWP模式中增加国际间共享的观测资料将有助于显著提高模式输出质量。全球各地都将感受到这种改进，在目前观测资料覆盖范围较差的地区尤其显著，许多发展中国家就是如此。作为回报，新资料政策将有助于为所有成员免费、无限制地获取范围更广的地球系统模式资料产品，这将帮助他们改进和扩大为其用户提供的服务范围。

　　获取传统气象观测领域之外的其他资料，对于继续发展和实施综合地球系统方法中使用的耦合模式系统至关重要。这些系统的时间尺度跨越短期天气预报到长期气候预测和预估，在未来几十年里，需要以越来越高的分辨率解析特征，并纳入详细的地表特征，以捕捉用户所需的特定地点的详细信息。WMO活动所定义的地球系统，可能会进一步扩展，超出其目前的范围。因此，我们可能会看到生物-地球-化学耦合系统的到来，以支持初级生产力、水华

　　预测、碳吸收、渔业管理等。以下列举了不同层次的综合地球系统方法在最近或新兴应用领域的例子。这些领域将受益于统一的资料政策，并通过定期审查进一步影响其未来发展。

　　海洋：最先进的航海导航安全系统：各国正努力将更好的航海导航信息送到海员手中。这些国家致力于利用动力海洋模式解决方案发展强大的业务，为海员和领航员提供电子导航和水文解决方案。气象、海洋和水文部门之间的国家联合旨在通过无缝隙模式能力提供业务解决方案。这种方法将促进以生态系统方法管理人类活动，从而使商业航运和海洋运输部门能够安全有效地运作。

　　安全与应急：在核事件特征领域，需要改进与天气资料和其他资料类型集合分析相关的实时资料交换、计算能力、机器学习和人工智能。这将需要进一步提高天气预报和大气传输模式的准确性，以及对有关不确定性的描述。还需要进行更多的工作，以进一步发展和整合大气化学模式纳入大气传输模式。这些升级将提高全球核事件识别、源项重构和模型预测放射性或其他人为释放造成的健康结果的能力。

　　气候变化：利用科学创新应对空气污染和气候变化对健康的影响。研究表明，多种资料源可以纳入空气质量模型，以提高其细节和准确性。资料获取和分析方法的激增可以扩大模型输入的范围。同时，深度学习和其他方法有可能提高对潜在关系的理解，并提高预测能力，无论是日常业务预报还是长期预测。扩大的模式能力将用于加强作为监管决策基础的科学，并跟踪碳定价等基于市场的工具带来的健康效益。还将开发工具，以支持地方公共卫生官员预测和应对环境挑战。

　　土地和资源开发：用可分析的资料支持可持续的土地和资源开发。市场依赖于土地和资源的可持续发展。需要持续监测和评估局地、区域和全球陆地景观的动态变化。环境管理的生态系统方法侧重于维持整个系统生产生态产品和服务的能力。这从监测和管理水资源、空气和水质以及遗传资源等开始，这些资源维持着全球经济、安全、健康和福祉。需要有坚实的数据和计算设施基础，以采取生态系统方法，在评估地球不断变化的景观状况和趋势方面取得进展。这种新兴能力将有助于累积影响分析，从而为环境法规和政策制定提供具体服务和智慧。

　　农业：及时提供天气和气候信息，以监测干旱和管理农业气候风险。一些国家利用各种地球观测和其他资料，实施了干旱监测计划，及时提供与本国农业部门特别相关的天气和气候参数的信息和地图。资源和环境农业需要各种气象和水文气象服务，这取决于具体的作物及其生长阶段或土壤类型等。耕作、灌溉、播种、收获或有效施用化肥和农药，都非常依赖于天气。土壤湿度图是利用地球物理资料创建产品的一个例子。这类产品使农民能够看到哪里比正常情况更潮湿或更干燥，使他们在面对不断变化的气候时能具备复原能力。

　　健康：地球观测科学和新发及再现传染病。在环境、气候、人口、社会经济和人类行为变化等关键驱动因素的影响下，新发与再现传染病不断出现。这是当地和全球公共卫生面临的挑战。通过扩大环境观测资料的交换和了解这些驱动因素如何影响疾病的发生，可以预测疾病何时、如何以及在何处出现，并确定面临风险的人群和最脆弱的人群。气候变化预计将加剧媒介传染病（VBD）的风险。预计气候变化还会增加已经在各国或次大陆地区流行的VBD的重新出现（即爆发）。

　　过去70年来，全球在天气、气候和相关地球系统监测和预测服务方面的持续改进，与更好的科学、更好的技术以及更多样来源的观测的实时交换有关。我们生活在一个技术日益成熟的时代，创新的步伐正在加快。我们有大量的地球观测资料。社交媒体提供了获取相关信息的途径和前所未有的传播机制。高性能计算平台使我们能够解决以前无法解决的问题。天气、水和气候资料的融合，以及大数据技术和商业应用成为主流，只是时间问题。这将改变人们和企业看待天气和水资料的方式，并体验其对改进生活和对天气敏感的商业决策方面的倍增效应。这些发展可能会导致许多WMO成员在国家一级重新评估其资料政策和合作战略，将对全球气象事业产生深远影响。新的WMO统一资料政策旨在帮助成员适应这些变化，并在未来继续为其成员提供WMO所有学科和领域的最佳服务。

　　地球系统监测和预报的现代化资料交换

　　作者：RémyGiraud（法国气象局）等

　　WIS2.0

　　目前正在设计和实施WIS2.0，以满足对资料量、多样性和速度的需求。WIS2.0有三个基本支柱：更简单的资料交换、开放的标准以及基于云的基础设施。

　　更简单的资料交换

　　万维网是现代无处不在的信息共享的支柱。采用Web技术作为WIS2.0的核心将为改进天气、气候和水资料的发现、获取和使用奠定基础。Web还提供了一个真正的协作平台，让用户更具有参与性。

　　使用Web的资料交换也促进了便捷的访问机制。NMHS可以将其资料发布为纯文本目录，也可以通过WebServiceAPI发布，以实现动态发现、访问和可视化，使用户能够下载所需内容。浏览器和搜索引擎允许Web用户在不需要专门软件的情况下发现资料。Web还允许其他平台访问数据，例如，桌面地理信息系统、移动应用程序、预报工作站等。

　　WIS2.0中，实时资料交换将采用“发布-订阅”的开放标准。资料提供者通过Web服务发布资料，用户可以请求订阅感兴趣的资料。当新资料可用时，订阅用户将立即收到这些资料。

　　充分利用开放标准

　　WIS2.0将利用现有的行业标准。在当今的标准开发生态系统中，各标准机构紧密合作，以尽量减少重叠，并在专业领域中有所建树。万维网联盟提供了网络标准的框架，开放地理空间联盟和其他重要的标准组织都利用了这些标准。WMO对开放标准的使用允许“例外建设”的理念。它将充分利用那些被业界采纳的、更广泛、稳定和稳健执行的开放标准，从而扩大WMO资料共享的范围，降低成员获取资料的障碍。

　　基于云的基础设施

　　卫星、雷达和数值模式正在产生比以往更多的数据。存储、管理和处理这些数据需要昂贵的基础设施。此外，数据量变得如此之大，以至于下载所有数据供用户在本地处理变得越来越不切实际。更好的方法是采用云技术处理数据。云平台提供的基础设施和软件服务支持在容易复制和重复使用的环境中处理数据。

　　虽然WIS2.0不会强制要求使用云技术，但它将鼓励WIS中心在满足用户需求的适当情况下采用云技术。因此，虽然WMO的技术条例中不会强制要求使用云服务，但WIS2.0将鼓励逐渐采用云技术，因为其提供了最有效的解决方案。

　　WIS2.0支持实现统一资料策略

　　WIS2.0将为实施新的WMO统一资料政策提供技术手段。它将允许资料所有者更好地控制资料共享和使用的方式，根据需要允许开放或限制访问。WIS2.0使NMHS、更广泛的WMO社区和世界各地的许多其他用户比以往任何时候都更容易获取天气、气候和相关地球系统资料。面对日益增加的天气和气候风险，WIS2.0将在弥合能力差距和建立全球抵御能力方面发挥至关重要的作用。

　　观测在提供气候科学、评估和政策信息方面的关键作用

　　作者：Dick Dee（Planet-A咨询公司）等

　　全球历史气候资料档案的现况

　　气候资料档案以及免费无限制地获取气候资料至关重要。尽管最近在气候资料档案方面取得了实质性进展，但仍存在许多障碍：

　　·资料无法免费共享。在某些情况下，观测资料不能进行国际交换，或只能付费交换。

　　·资料可以免费获取，但缺乏资源可能会影响资料共享的进程。

　　·资料可以交换，但是在有限制的基础上交换，例如仅为某些目的或与某些团体交换。

　　·不良的资料管理可能导致资料无法被发现，从而无法使用，即使名义上是可用的。

　　·资料可能会丢失：纸本记录减少，电子格式变得无法读取，缺乏备份和适当的归档都可能导致资料丢失。

　　历史上，资料保存一直由少数几个机构负责，历史资料也是零散的。自从全球电信系统（GTS）共享资料出现后，收集的资料更加完整，使得这些资料可以被收集和存档。

　　海洋观测已经走在了前面。几十年来，通过国际海洋-大气综合数据集（ICOADS）收集和整理资料。资料保存在一个多变量的归档文件中，并保留所有原始资料。毫无疑问，还有一些国家档案资料可以进一步整合，以提高覆盖面。ICOADS的工作是成熟的，该过程得到了海洋界的良好支持。

　　世界气象资料中心由NOAA国家环境信息中心（NCEI）维护。NCEI与国际和国家组织合作，获取、编目和存档全球气象资料，通过资料门户和基于网络的服务向科学界和公众免费和公开地提供这些数据。

　　NOAA全球站点无线电探空资料数据集（IGRA）由分布在全球的2800多个站点的无线电探空仪和飞行气球观测资料组成，作为多变量记录保存。资料收集主要基于GTS间的资料交换，并辅以专门的资料抢救工作。IGRA由NCEI作为世界气象资料中心全权拥有，但其关注度和参与度都远低于ICOADS。

　　陆地气象资料的持有情况远没有那么先进，一般都是以天气、日和月为单位进行共享。资料管理通常按变量或时间段进行，并且是基于项目，不是持续的。由于不同的资料归档使用不同的数据格式和元数据，因此很难将资料重新拼接到一起。图2显示了目前获取资料的空间分布，以及受不同时间聚集性影响的资料可用性随时间的变化情况。

　　全球陆地和海洋观测资料集（GLAMOD）是哥白尼气候变化服务（C3S）的一部分，对于再分析和气候服务非常重要。

　　前进道路

　　观测是我们了解气候如何变化的主要信息来源。观测资料为气候变化的影响提供了直接和令人信服的证据，对于季节预测是必不可少的，也是验证和改进模拟不同排放情景下的未来气候模式所不可或缺的。如果不能共享高质量的全球、区域和局地观测资料，以及过去、现在和未来的观测资料，这一切都不可能实现。

　　WMO提出的统一资料政策决议呼吁免费和无限制地交换历史观测资料，这可能会改变气候服务的游戏规则。它将导致更广泛地提供以科学为基础的信息，并提高其质量，以便在不断变化的气候面前做出更好的决策。

　　气候观测不仅包括NMHS提供的气象观测，还包括覆盖冰冻圈、水文和生物圈的海洋和陆地观测。大多数陆地观测是在国家层面上进行和提供资源的。许多观测资料在全球层面免费交换。水文观测是例外，只有少数资料在全球范围内交换。WMO新资料政策涵盖了所有公共资助的地球系统资料的交换。“非天气”观测，例如陆地和海洋观测，目前被认为是该政策下的推荐资料，但如果交换这些资料的要求得到证实和广泛认同，它们最终可能成为核心资料。

　　水文资料交换

　　作者：Robert Argent（澳大利亚气象局）等

　　核心资料和推荐资料

　　需要核心水文资料来确保水文业务能够有效地为洪水、干旱和水资源管理提供信息，并有助于提高全球对水文循环的认识。其中一些核心资料，如河流径流或地下水位，在交换时可能受到限制。为了克服这些限制，我们设想建立全球基准站。各国将在自愿的基础上提名这些站点，并承诺交换其资料。这样的水文站网络可以通过WMO建立，类似于已经或正在进行的长期百年站。

　　推荐资料是那些提高我们对水文循环的理解，帮助确定不同时空尺度的水平衡，并允许提供水文服务所需要的资料。这些资料对于支持科学研究和量化可持续发展目标的水指标至关重要。然而，它们（例如湿地水位、输沙或水温）并不是保护生命、财产和环境的基本资料。

　　WMO统一资料政策获得通过后，将建立一个完整的协商过程，以确定核心资料和推荐资料，并在未来两年内调整相关技术条例。

　　资料共享解决方案

　　2021年10月提交给WMO的《水文学行动计划》，将加强和提高WMO在水文学方面对成员的支持。该行动计划包含技术和政策发展，旨在确保两者都能为地球系统方法作出贡献。

　　政策是克服资料共享挑战的关键因素，涵盖四个主要方面：

　　·更好的机制

　　·定制化的监测

　　·可信的资料

　　·共享资料

　　WMO协助各国在这些领域制定有效的政策、程序和指导方针。《水资料管理政策良好做法指南》为制定和实施有效的政策提供了指导。在加强水资料机制方面，建议有效的政策包括国家协调建立协同机制，以便水文资料能够自然地流向产生最高价值的地方。

　　技术

　　共享资料需要一系列技术系统和解决方案，以确保资料得到有效地收集、管理、质量控制、存储和抢救。这些解决方案还应确保资料的可见性和可访问性，在对资料提供者和使用者没有太大负担的情况下进行共享和使用。

　　除了WWDI之外，WMO正在对其三个主要的水文监测项目方法进行现代化改造，作为其向WMO地球系统战略范式转变的一部分：

　　1.WMOHydroHub/世界水文循环观测系统（WHYCOS），用于创新监测系统和资料收集

　　2.WMO水文观测系统（WHOS）资料共享解决方案，作为WMOWIS2.0的水文部分。

　　3.WMO全球水文状况和展望系统（HydroSOS），评估地表水和地下水系统的当前和近期状况。

　　这些系统与WMO的其他活动相互联系，如山洪预警指南系统、洪水管理相关计划（APFM）、气候风险和预警系统（CREWS）倡议以及综合干旱监测计划（IDMP），并被纳入WIGOS、WIS与全球资料处理和预报系统（GDPFS）的总体框架。

　　倡议

　　有大量的资料和研究可以组织起来，以收集、管理和共享高质量的水文资料。然而，各国政府还有许多其他相互冲突的投资优先事项需要考虑。因此，在倡导变革时，重要的是提出强有力的论据，并得到WMO统一资料政策等倡议的支持，并准备在最有可能取得成效时开展活动。

　　对资料获取和共享的倡议必须考虑各种因素：

　　·哪些机构参与水资料管理，如何参与?

　　·影响其参与的相关法律、政策和业务需求是什么?

　　·水资料领域的每个参与者要承担哪些成本?

　　·在水资料收集和传播方面有哪些不足?

　　·有哪些缺失的技术能力和技术差距需要弥补

　　·当前的水资料管理安排为何未能支持优先水管理目标?

　　·如果当前的政策改革失败，会有哪些机会成本?

　　这些问题的答案应该整合到一个商业案例中，让政府了解当前政策和制度设置上的缺陷，并说服他们，拟议的改变将有利于他们的选民以及区域和全球议程。这一战略确立了一种务实、可防御和可支持的前进方式，也可以与政府对WMO、可持续发展目标、仙台框架和其他倡议的承诺相一致。

　　资料共享有很多益处，包括：

　　·政府和社会将提高对水的可用性和需求的认识，作为管理国家水安全的基础

　　·资料的多重使用将使国家水文部门（NHS）的运营更加有效，为国家和地区经济做出贡献

　　·众多用户使NHS引起更大的关注，并被视为值得信赖的有效合作伙伴，影响国家预算分配的决策，并成为更渴望与分享其资料的国家开展合作的重要捐助者的候选人

　　·NHS可以改进其资料抢救系统，例如，通过在WMO某个资料中心建立备份资料库

　　·由于更多组织的使用，以及国际水道和地下水系统的交叉比较，整体资料质量将会更高

　　·NHS将成为地球系统更大图景的一个组成部分，为全球和地方挑战提供水文资料，如气候评估、沿海洪水、冰川湖泊爆发和许多其他需要多学科方法的领域。

　　这些收益必须与共享资料的现有风险和障碍进行权衡。通常说的风险涉及资料超出其有效范围的使用、未知用户对资料价值链和衍生产品的不良使用或实施、资料损坏或不受控制的修改。整个价值链都必须采用标准的风险评估和管理程序，以确保投资的持续有效性和效率，并确保政府、其他投资者和受益人不会面临未经管理的风险，这些风险可能会侵蚀或摧毁信心和支持。

　　结论、机遇和益处

　　可执行的信息是资料共享的主要目标。破坏性越来越大的与水有关的灾害需要有效、现代和可持续的信息系统。WMO正在为实施新的水文资料范式作出贡献。作为一项指导原则，水文资料必须被视为全球公共产品：水的挑战是全球性的，水文资料也必须是全球性的。水是地球系统的重要组成部分，水文资料必须与多个用户共享，以帮助全面解决水的挑战。

　　水文监测是昂贵的，但现代网络设计将具有更高的效率，纳入所有可能的资料源将产生高投资回报。NHS希望与学术界、私营部门或公民协会等其他资料提供者合作和共享资料，以获得更好的信息，更好地了解水和地球系统，以及更好地预测天气、水文和气候。

　　资料共享的潜在收益巨大，并可降低相关风险。WMO统一资料政策是水文服务现代化的关键一步。在未来两年内举行的协商将确定核心和推荐的水文资料、基准站，并调整监管材料。

　　这些努力具有成本效益，WMO新资料政策为水文界提供了一个极好的机会。它有助于支持NHS体系建立、运行和维护可持续、高效的观测系统，作为地球系统方法的一部分服务于更广泛的WMO社区，并获得信誉和信任。

　　大气成分监测和国际资料交换的益处

　　作者：Jorg Klausen（瑞士气象局，WMO/GAW大气成分资料管理专家小组主席）等

　　大气成分资料管理和交换

　　大气成分的资料共享方法在很大程度上取决于两个因素：产生资料的机构和国家资料共享政策。政府机构利用公共资金进行观测，通常要遵守开放资料政策，即通过政府门户网站免费提供资料。

　　对于研究界来说，数据代表着知识产权，这些数据通常只有在相关文章发表之后才能获得，而这可能是在数据测量完成很久之后。这些由大学、研究机构和其他机构收集的数据通常是在有限的时间内收集的。总的来说，这些资料对WMO业务贡献很大，尽管在许多情况下，这并不是资料收集的主要目的。大气成分界普遍采用所谓的F.A.I.R.原则（可查找、可获取、可互用、可重复使用）来共享资料。然而，F.A.I.R.原则并没有明确提倡开放和无限制的访问，如果有必要，必须明确制定这样的条款：资料需要在技术上开放（即以计算机可读的标准格式提供给计算机应用程序处理），也要在法律上开放（明确授权允许商业和非商业进行无限制地使用和再用）。

　　对公众科学和商业数据的访问没有那么结构化，甚至可能受到订阅的限制。公众科学项目通常有专门的网站，但其共享的原始数据和处理过的数据（产品、图）之间往往有区别，后者通常比原始数据更加公开。这可能限制了有效评估基础原始数据质量的可能性。

　　全球大气观测计划（GAW）的数据由专门的世界资料中心收集、质量控制和发布。此外，还有许多资料中心提供观测网络数据。元数据可以在GAW台站信息系统（GAWSIS）中获得。这些资料中心一直致力于协调数据提交和数据访问程序，并将继续努力，以实现GAW联合资料管理系统的共同愿景，即对所有GAW数据实现全面可互用的访问。图3为世界臭氧和紫外线辐射资料中心现有数据的一个例子。GAW将继续与其他相关参与者（贡献网络和研究网络、空间机构、环境机构等）保持联系，以协调元数据和数据格式，从而促进GAW和其他资料在各种应用中的使用。

　　WMO统一资料政策的益处

　　广泛实施WMO统一资料政策对成功提供与大气成分有关的多种服务至关重要。改进对极端事件的及时预报以及对环境政策的支持，同样需要公开的国际资料交换。统一资料政策的实施可以促进多种应用的进展，从改善空气质量预报到支持《联合国气候变化框架公约》（UNFCCC）下的透明度机制。为了有效地将资料用于具体应用，需要了解资料的质量。对资料的不确定性进行彻底评估，能为特定服务提供有价值的额外信息。资料近实时可用性对

　　于需要及时发布的预报和预警等应用非常重要。对于其他应用领域，例如再分析和趋势分析，资料交换的及时性就不那么重要了。

　　除NMHS外，成员国内多个机构采用这一政策，将确保环境服务和政策的进步以全面和具有成本效益的方式得到实施。

　　有必要改进WMO业务部门和研究部门之间的资料交换。研究项目往往需要获取外部环境数据和服务，包括预报信息和观测资料记录，因此研究和业务之间存在内在的相互依赖性。研究界可能无法获得或影响业务数据（观测结果和模式输出）或数据格式，这阻碍了资料的互用性、解释和科学进展。统一资料共享协议是值得的。WMO可以向研究界提供关于资料共享协议（WMO全球综合观测系统（WIGOS）元数据标准和WMO信息系统（WIS）基础设施）

　　的指导方针，以优化研究资料的价值，即使需要向研究界概述这一提议的显著益处。作为回报，WMO应促进更广泛的社区获取业务资料，强调资料共享对学术界和业务界的共同利益，以促进对地球系统的共同理解和知识。

　　WMO目前的政策得到了研究界的广泛认可，但研究界要求在数据许可方面提供明确的指导，以及对“核心”和“推荐”资料的明确定义。数据许可可能是促进WMO成员在传统NMHS之外共享资料的一个关键成功因素。WMO数据许可的标准化将大大有助于WMO统一资料政策的实施。将WMO资料政策与现有许可（如学术界广泛使用的知识共享（Creative Commons））相结合，将有助于确保学术界和私营部门接受，并防止对用户造成实际阻碍。

　　无论某项应用的资料需要有多及时或精确，一个常见的共同需求是资料的可用性。WMO能够充分利用其在长期业务资料交换历史中所获得的经验，并将其扩展到大气成分资料。

　　全球海洋观测系统：用于地球系统预测的海洋数据

　　作者：Sid Thurston（NOAA）等

　　GOOS海洋观测联合设计过程

　　我们需要更多的海洋观测；但也需要确保资金的合理使用，并为未来的海洋观测确立明确的优先次序。打破海洋研究所和气象机构之间的隔阂，以及在最高政治层面有效倡导海洋观测至关重要。这也将加速海洋观测和数据提供应用到WMO业务中，从而帮助成员改进天气和气候预报，特别是针对极端事件的预报。

　　全球海洋观测系统（GOOS）海洋观测联合设计很有潜力，是联合国海洋十年认可的项目之一。联合设计旨在让海洋研究所和气象机构合作，共同构建所需的程序、基础设施和工具，以发展一个真正的综合海洋观测系统。

　　GOOS联合设计将通过与模式、预测和服务社区相结合，制定一个更加以用户为中心的流程来设计和实施大范围的海洋观测。联合设计适合WMO的海洋观测系统，需要WMO专家与GOOS同事在价值链（图4）的每一步进行密切合作。选择极端事件预测或碳核算等范例项目，来评估提供改进WMO预报所需的观测资料。

　　WMO统一资料政策有可能影响国家政策，从而开启国家层面海洋资料的机构间共享和协调。结合系统观测融资机制（SOFF）的投资和伙伴关系，现在有可能首次将现有的海洋观测纳入全球基本观测系统（GBON）。共同设计、共同投资和共同倡导将有助于发展适当的海洋观测能力，提供气候和天气预报，以支持在气候变化背景下的短期和长期决策。

　　地球上最遥远和最寒冷的地方：冰冻圈关于天气、水、气候和环境的资料

　　作者：Aárni Snorrason（冰岛气象局，全球冰冻圈监视网主席）等

　　将资料交换扩展到极地和山区

　　随着统一资料政策的制定，WMO认识并回应了在全球范围内扩大对冰冻圈资料获取的需求，以进一步提升和维持其成员提供的关键水文气象和气候服务。该政策将有助于实现WMO关于采用综合地球系统方法进行监测、模拟和预测的愿景和战略。最终目标是进一步为WMO成员提供信息，并使其能够提供对保护其公民安全和福祉至关重要的服务。

　　新政策认识到，与长期存在的天气、气候和水文监测基础设施和系统不同，对冰冻圈的系统监测在最近几十年才出现，主要是由气候系统研究所推动，并且大多是通过自下而上的方式。

　　尽管对此类资料的关注不断增加，但许多山区和极地地区仍然缺乏充分的监测，原因是成本高、难以进入这些地区（图5）、极端的业务条件、地方能力不足、多州管辖、机构授权薄弱或缺乏。在这些地区，气象站也很少。这种不足会对模式的性能产生负面影响，例如，导致在高山地区降水预报中出现海拔偏差。

　　在利用天基系统解决冰冻圈观测需求方面取得了一些进展，主要是在极地地区，而在山区则较少。在观测内容以及冰冻圈空间观测资料获取和同化方面仍存在许多差距。

　　WMO统一资料政策下的冰冻圈数据

　　资料共享对于研究机构非常重要，因为他们希望增加对大气、冰冻圈、水圈和生物圈之间相互作用的理解。尤其是当他们试图为前所未有的气候变化带来的社会经济和环境影响等日益复杂的问题提供答案时，更是如此。

　　国际科学界正积极采取措施，促进更广泛地获取研究资料。F.A.I.R.资料原则为研究资料持有者提供了一套高层次的指导方针。除了支持个人重复使用资料外，F.A.I.R.还强调提高机器自动发现和使用资料的能力，同时通过许可证等方式归属所有权，并保护知识产权。

　　通过其统一资料政策，WMO认识到在广泛科学界存在着丰富的冰冻圈资料，以及这些资料对WMO地球系统战略的贡献。因此，该政策强调需要加强业务和研究机构之间的双向参与和资料交换，并试图明确阐述其原则和赋予利益攸关方的益处。特别是，统一资料政策呼吁WMO成员间无条件免费地交换地球系统的优先资料（即“核心”和“推荐”资料），包括为公共研究目的。这反映了研究成果和见解对推动WMO任务各方面能力不断进步的重要性。

　　该政策还呼吁各成员在可能的情况下尊重资料所有权归属的要求，作为承认和保护资料所有者知识产权的一种可行手段。在适当情况下，数字对象标识符（DOI）可用于科学数据的访问、跟踪和引用。承认所有权对资料所有者和用户都是有利的，而引用则使科学界能向其资助机构展示其资料是如何被使用的。

　　为获取极地和高山地区数据建立伙伴关系

　　作为极地和高山地区数据的协调者，全球冰冻圈监视网（GCW）已采取了重要步骤。在极地地区，GCW与可持续北极观测网络（SAON）下的北极数据联合委员会（ADC）、国际北极科学委员会（IASC），以及南极研究科学委员会（SCAR）下的南极数据管理科学委员会（SCADM）之间的现有联系为加强合作提供了机会，从而增加了对现有资料的获取。

　　对于高山地区，资料状况更加分散。目前正在作出集体努力，通过山地研究倡议及其旗舰活动（如GEO Mountain）和国际高山研究流域水文学网络（INARCH）等机制来解决障碍。2019年，GCW与第三极环境计划签署了一份为期5年的谅解备忘录，致力于与第三极环境资料中心建立互用性。目前正在与其他研究资料中心进行类似的合作，以进一步促进冰冻圈关键和辅助资料的获取。

　　这些合作伙伴认识到，WMO有能力通过促进特定区域和领域之外的进一步整合，在资料政策和实践方面发挥关键作用。为此，统一资料政策一旦颁布，将把持有冰冻圈资料并愿意在国际上共享和交换资料的合作伙伴之间的合作原则转化为实践。该政策将再次为伙伴社区树立榜样，就像2007—2008年国际极地年（IPY）的情况一样，当时WMO与国际科学理事会共同建立了一个创新的资料管理框架，以支持利益攸关方的目标。自国际年以来，WMO伙

　　伴社区在资料和信息管理方面取得了重大进展，F.A.I.R.指导原则的相关性显著提高。

　　这些领域的进展为WMO成员提供了潜在的益处，因为统一资料政策的设计适合其当前目的并适应未来需求。

　　小结

　　WMO对地球系统监测、模拟和预测的关注，使得整合冰冻圈资料以支持所有天气和气候相关服务的需求增加。统一资料政策为更系统地交换和使用冰冻圈数据以及WMO更传统领域的资料铺平了道路。预计该政策的执行将有助于加强资料获取和满足用户所需的时空分辨率。同时，这些资料（包括NMHS领域之外的冰冻圈资料）的当前持有者将获得切实的利益。

　　统一资料政策带来的资料交换的改进，预计将为WMO、研究机构和其他团体带来共同利益。获取过去事件的描述性清单和作为灾害评估基础的可靠气候资料，将使科学家和NMHS能够更好地帮助全球社会应对快速变化的气候所带来的一些重大挑战（图6）。

　　加强伙伴关系，支持在WIGOS、WIS和全球资料处理和预报系统（GDPFS）框架内进行有效的冰冻圈资料交换，对于实现WMO地球系统方法的宏伟目标至关重要。效益将是实实在在的，但成功关键取决于我们是否有能力在冰冻圈领域的不同团体和资料持有者之间建立互利的合作关系。

　　如政策所要求的那样，在任何需要的地方对资料所有权进行归属，可以确保对个人知识产权的认可和保护，是提高合作伙伴关系的有效性和持久性的一个重要方面。WMO与研究界有着长期的创新合作，2007—2008年国际极地年资料政策的成功就是一个证明了。统一资料政策将为合作伙伴树立榜样。它表明了一个明确的目标，即确保在未来与冰冻圈界继续成功合作。

　　空间天气——将边界延伸到地球之外

　　作者：Larisa Trichtchenko（加拿大空间天气预报中心）等

　　基本的空间天气观测

　　一些太阳观测是由地面天文台提供的，包括光学和电磁频率。这些观测对于许多空间天气应用都是必不可少的，包括监测长期和短期太阳活动，并作为空间天气数值预报模式的输入数据（图7）。根据国际天文学联合会，目前有80多个地面太阳观测站在运行中。

　　天基太阳观测站增加了对太阳的基本观测，不受地球大气的阻碍，并可以现场监测太阳风、等离子体和太阳能量粒子的扰动传播（图8）。

　　空间任务是在太阳扰动撞击地球之前，对其关键参数进行现场观测，如磁场和带电粒子的特征（图9）。然而，基于地面的观测同样重要，因为它们提供了关键的态势，并且在许多情况下，是预报模式的基本输入。

　　地磁变化由地磁观测站来监测（图10）。在国际地磁台网计划Intermagnet联盟中有100多个这样的观测站，此外还有许多类似观测站，例如由大学运营的观测站。由于高能粒子与大气层相互作用而引起的中子的地面增强，由中子监测器（约35个站）观测，并用于不同高度的辐射模式。

　　电离层的“天气”由全球约80个电离层探测仪、约40个电离层电磁吸收测定仪和许多GNSS接收器（约500个）使用主动和被动两种方法从地面监测。电离层“混合”测量由GNSS卫星信号的地面接收器提供（图11）。

　　应当强调指出，对太阳扰动的产生和传播缺乏充分的现场（即天基）监测是一个问题，在不久的将来仍不会得到充分解决。但是，通过采取协调的方法来确定观测差距和协调空间任务的优先次序，可以取得进展。

　　同样，由从政府到大学研究小组等不同实体运作的地面观测网络，提供的地理覆盖范围有限。它们有不同的优先事项和能力，但目前没有在统一的空间天气系统内进行协调，以及时提供可靠的业务质量资料。为了成功地减轻空间天气的有害影响，应作出努力，提供足够的地面和空间观测能力，以及这种现象及其技术影响的数值模拟能力。这些努力的范围超出了任何一个国家的能力。因此，这个问题正通过WMO指导下的协调努力得到解决（图12）。

　　空间天气服务和WMO：空间天气监测方面的持续进展

　　首次对空间天气现象（即极光）的预测是在18世纪中期。而首次预测空间天气对技术的影响是与电报有关，该文章发表于1879年（当时太阳黑子数量开始上升）的《电报工程师和电工协会杂志》上，目的是警告电报界地磁活动可能会增加，及其对电报业务的影响。

　　国际无线电科学联盟（URSI）发起了对空间天气条件进行定期预报的工作。它认识到空间环境的变化会影响无线电信号，并建议实施每日无线电-宇宙公报（URSIgrams）广播服务。

　　目前，空间天气服务由分布在不同国家的20个空间天气中心提供。自1962年以来，国际空间环境服务机构（ISES）一直是空间天气服务的主要“伞形”组织，是共享资料、交换和比较预报、讨论用户需求和确定提升服务的最高优先事项的重要平台。

　　鉴于空间天气事件的行星尺度，全球协调至关重要，并将在提高各国对空间天气影响的抵御能力方面发挥关键作用。WMO是少数几个促进全球业务合作的组织之一。因此，WMO有能力将为所有成员提供相关空间天气信息，这是其能力建设的一部分。

　　2008年，WMO执行理事会（EC-LX）注意到空间天气对关键基础设施和重要人类活动的重大影响，并认识到气象和空间天气服务对业务用户的潜在协同作用。第十六届世界气象大会（Cg-16）承认，WMO成员有必要采取协调行动，保护社会免受空间天气的全球危害。2010年5月，WMO成立了空间天气项目间协调小组（ICTSW），该小组制定了第一个WMO空间天气活动协调四年计划（2016—2019年）。

　　2015年5月，世界气象大会（Cg-17）一致认为，WMO应在业务空间天气监测和预报方面开展国际协调，以支持保护生命、财产和关键基础设施，并减轻对经济活动的影响。2016年，执行理事会第68届会议（EC-68）批准了2016—2019年协调计划，并建立了空间天气信息、系统和服务跨项目小组。2019年，Cg-18批准了一种更新的2020—2023年协调计划。

　　随着对改进空间天气服务以及空间天气相关观测的新需求的出现，WMO还在其新的统一资料政策下解决空间天气观测的需求。新政策将为确定空间气象服务所需的核心观测提供基础，并将在WMO技术条例中详细说明。

　　目前，将空间天气纳入WMO核心活动的工作正在开展，目的是建立一个全球空间天气监测网络。为此，应利用WIGOS原则协调天基和地基空间天气观测系统，并通过WIS向成员提供一致的、有质量保证的空间气象产品。