2月17日，英国先进研究与发明局（ARIA）宣布将联合英国国家海洋学中心（NOC）、国家大气科学中心（NCAR）、南极调查局（BAS）、利兹大学等27个国际团队实施“预测临界点”计划，以创建临界点早期预警系统。该计划于2024年9月启动，为期5年，总资助8100万英镑（约合7.6亿元人民币），旨在发现气候临界点的早期迹象，包括格陵兰冰盖崩塌、大西洋亚极地环流崩溃等。资助的27个项目涵盖3个技术主题领域^[1],[2]。

技术主题1和技术主题2：开发新的传感系统并推动快速部署。资助17个项目，旨在设计一个成本效益高、可持续且公正的传感系统，以解决极地环境观测需求，通过多年实地活动，部署针对格陵兰冰盖和亚极地环流的传感系统。具体项目主要包括：海洋盐度、热浪、平流和温盐变换的航空实验遥感，关注格陵兰海冰边缘的精细尺度大气-海洋-冰冻圈交换观测，将开发高分辨率的洋流和风成像仪，并使用飞艇、高空伪卫星或无人机等机载平台对洋流、风、水色、盐度和海面温度进行全年监测；北极无人机机场，将利用无人机机队降低格陵兰岛数据收集成本；浮游生物预警，将利用拖曳体、自主滑翔机上的原位浮游生物成像技术和生物记录标签记录，开发一种针对海洋临界点的快速预警系统；连接海底与卫星，将利用自主水面机器人和海洋应用开放式连接标准，提供将海底传感器与卫星连接的解决方案；使用分布式宇宙射线传感器监测冰盖不稳定性，将开发合在格陵兰冰盖的恶劣环境中快速部署的下一代宇宙射线中子传感器，提供冰盖土壤湿度和融化速率的高分辨率时间序列数据；冰冻圈监测，将开发位于平流层的由太阳能供电、经济实惠、超持久的高空伪卫星，使用高空卫星观测冰雪覆盖区域；完全海洋电缆，将使用海底电缆进行新型深度解析和海洋范围的传感，以实现对亚极地环流的持续预警系统；格陵兰岛自动质量平衡和边界层实验，将建造下一代、模块化、可扩展的极地天文台，描述格陵兰冰盖偏远和采样不足区域的冰-大气界面；格陵兰至大西洋冰盖损失临界点，关注海洋冰川的融化和崩解，了解格陵兰冰川融化如何将淡水释放到北大西洋，并影响海洋循环和全球气候；被动地震学的格陵兰径流监测，将实现对主要冰川集水区系统、连续和近实时的监测；综合冰冻圈环境基线勘探和遥感，将开发用于监测格陵兰冰盖的自动安装的微型基站网络；用于海洋监测的光学地球物理传感器网络，将开发光学侦察和通信天线（ORCA）平台，利用结构光来感知水下环境，提供水下传感器自主网络之间的通信；可扩展的水上自主研究模块，将部署风力驱动机器人，收集关键的海洋-大气过程全年数据，以改变对亚极环流的理解；利用光学湍流作为气候临界点早期预警系统的一部分，将开发用于在大气中追踪能量的光学湍流技术，采用基于无人机的激光发射器和地面接收器单元来测量大气边界层中湍流的路径分辨特性；用于低成本地下观测气候关键型生物地球化学参数激光雷达传感器，将开发适用于远洋平台的激光探测和测距（LiDAR）分析设备，持续观察和量化上层海洋中的浮游植物分布；自主剖面观测揭示混合在北大西洋气候临界点中的作用，将开发和部署一个概念验证观测系统，使用自主剖面浮标来持续监测北大西洋亚极地环流的湍流和混合；格陵兰原位观测，将在格陵兰岛基本上无法进入的东海岸部署新的气候监测站，提供来自格陵兰冰盖和亚极地环流之间边界的原位气候数据。

技术主题3：结合模型和观测数据，创建早期预警系统。资助10个项目，将解锁描述临界点动态及其后续影响和潜在经济后果所需的数学、物理和计算方法。具体项目主要包括：突破临界点早期预警，将利用理论、人工智能和物理理解的进步，实现临界点预警的突破；格陵兰外围冰川响应和预警系统，将使用开放全球冰川模型（OGGM）对外围冰川的响应进行建模；下一代冰盖建模框架，将创建一个模块化、可扩展的极地观测站，评估格陵兰冰盖偏远和采样不足区域的冰层大气；推进地球系统建模以改进临界点预测，将改进英国地球系统模型（UKESM）中格陵兰冰盖和亚极地环流的过程表达，有针对性地开发关键物理过程和提高模型分辨率；气候临界点的概率预报，将引入机器学习、统计和信号处理方面的最新进展，用于气候临界点的概率预测，重点关注数据集成、概率模型和计算策略；临界点风险、早期预警和社会经济影响评估，将利用非线性动力系统、随机过程、气候建模和经济学方面的专业知识，了解北大西洋临界点事件的自然和经济后果；亚极地环流观测、模型和人工智能以解决临界点问题并提供早期预警检测，将使用人工智能和模型来突破现有海洋观测的极限，改变亚极地环流崩溃早期预警信号检测和监测能力；亚极地环流，将开发针对亚极环流临界阈值的早期预警系统；预测海洋生物地球化学和生态系统响应的临界点，将开发海洋系统模型，评估海洋生态系统和生物地球化学的临界点风险，并确定海洋物种的早期预警指标；使用过去的气候数据对早期预警系统进行样本外测试，将利用过去气候临界点事件实例为早期预警系统提供测试，构建过去的格陵兰冰盖和北大西洋亚极地环流临界点事件的数字孪生，以评估“临界点预测”计划新技术的性能。                 （刘燕飞）