2017年11月14日，美国科罗拉多大学、国家航空航天局（NASA）、国家海洋与大气管理局（NOAA）、伍兹霍尔海洋研究所等机构的20多位气候专家在《地球未来》（Earth's Future）期刊发表题为《设计未来的气候观测系统》[1]的文章。科学家们结合世界气候研究计划（WCRP）确定的挑战，敦促未来气候观测系统应当重点投资以下7项优先需求：①云、大气环流和气候敏感性；②冰川融化及其全球后果；③理解和预测极端天气；④气候系统碳反馈；⑤区域海平面变化和沿海影响；⑥全球食物系统中的水；⑦短期气候预测。对以上各个方面，建立的观测系统需要支持进行过程研究，建立长期数据集以评估气候系统状况变化，最终提高模拟和预测能力（表1）。
表1 未来气候观测系统的设计
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科学挑战 |
地球监测方面 |
过程理解方面 |
提升预测方面 |
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云、大气环流和气候敏感性 |
急流变化、热带地区扩张、气溶胶 |
层云、水汽进入平流层的影响 |
云特性研究 |
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冰川融化及其全球后果 |
冰川体积、海洋盐度与温度 |
冰下海洋温度、冰下海洋研读等 |
冰穴生命周期 |
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理解和预测极端天气 |
干旱、洪水、飓风路径 |
湍急径流、海洋对干旱的影响 |
对流活动生成、冰下海洋温度 |
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区域海平面变化和沿海影响 |
沿海监测、风、局地环流 |
潮汐影响、侵蚀保护措施 |
内陆冰川、脆弱海岸 |
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全球食物系统中的水 |
土壤湿度、厄尔尼诺对陆地的影响 |
厄尔尼诺对强降水的影响、海洋对干旱的影响 |
季节性干旱预测、风暴预测 |
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气候系统碳反馈 |
全球甲烷监测、海洋吸收 |
湿地碳排放 |
脆弱海岸识别、深海对流与深海环流 |
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短期气候预测 |
次表层海洋温度、高空风 |
海洋热含量异常、季节性降水 |
季节性降水预报、河流监测 |
（刘燕飞）
