摘要

科学数据是全球气候治理、国家应对气候变化内政外交和科学研究工作的重要基础性要素，特别是在当前碳达峰、碳中和双碳战略目标下，加强气候变化相关科学数据的供给尤为重要。本报告运用文献调研、综合集成、专家咨询、数据挖掘与大数据分析法，对大量有价值的数据资源进行了遴选，并经过多轮次专家评审，全面、系统地评估了中国气候变化数据的现状及其总体保障情况。较之《第三次气候变化国家评估报告：数据与方法集》，本报告从气候变化科学数据的主题分布、学科分布、维护机构、可获得性等方面切入，对气候变化数据集进行量化分析，并分析了中国碳达峰、碳中和工作对气候变化科学数据的紧迫需求，是一次有益的尝试。最后，基于评估结果，本报告为中国提高气候变化领域内的科学数据保障能力提出了建议。

一、气候变化科学数据评估的定性结论

本报告的定性评估结果显示，中国气候变化数据资源状况因主题类别不同存在一定差异。不同主题类别的评估结论如下。

中国天文数据相关指标在国际上处于较先进水平。早在20世纪60年代，中国科学家就已经开始使用与太阳活动有关的指标数据研究其与气候和大气环流的关系。卫星时代和信息时代的来临，使得中国的天文科学数据经过长期积累，规模不断增长，应用领域日益广泛。这些数据目前服务于天文学、空间物理学、气候变化等学科前沿的研究和业务应用中，也服务于航空航天等领域。天文因子数据的建设及其在气候变化领域中的应用，对揭示气候变化规律至关重要。但是，由于天文数据建设管理的差异性、存储结构和共享方式不同，自主太阳探测卫星缺乏，学科交叉性强等方面原因，还需加强天文因子等专门数据库集的建设，包括提升服务能力建设、进一步丰富数据内容等，尤其是加强天文因子对近代气候变化影响的认知和研究数据的积累。在气候变化领域，天文数据的应用和挖掘还需进一步加强。在天文因子对近代气候变化影响方面，人类的认知水平也还不足以回答许多科学问题，因此有针对性的天文科学数据的保障能力还需要提高。加强这一领域的工作，对准确认识气候变化、提高中国的气候变化适应能力具有重要的科学价值和现实意义。

中国土地利用与土地覆盖科学数据在区域尺度上的质量和精度较高，可基本满足中国的研究与国家决策需求。中国的土地利用与土地覆盖变化数据的获取方式已经完成了从历史调查和统计资料中获取向遥感观测自主获取转移。数据的时效性、准确度、空间分辨率等得到了突飞猛进的发展。具有高时空分辨率和高光谱分辨率能力的中国对地观测系统已构建完成，可基本满足中国的研究与国家决策需求。但中国的对地观测技术体系在数据处理精度等许多环节上尚有待提高。中国土地利用和土地覆盖产品在生产过程中进行了严格的质量控制，在区域尺度上比全球产品质量和精度高，但产品仍主要依赖国外卫星数据。随着时间的推移，可开放获取的土地利用和土地覆盖数据越来越多，其中，科学界在全球土地利用/覆盖变化（Land Use/Cover Change, LUCC）数据共享方面做出了杰出的贡献，并且为满足不同用户的需求，商业化数据库正在提高其满足个性化数据定制需求的能力。为满足不同领域研究和行业发展的需求，中国城市、农田、森林、水体等亚类数据库也得到了长足的发展。不断改进的土地利用和土地覆盖产品已经得到国内外用户的广泛应用，为生态系统结构与功能评价、粮食安全与耕地保护、气候变化模拟与评价等研究提供了重要的数据支撑。

中国已初步建成网络化本底大气温室气体浓度和通量观测体系及其数据管理体系。中国大气温室气体观测技术及质控方法达到了国际先进水平，为中国应对气候变化和空气质量治理等多领域科学研究提供了重要的科技支撑。但是，在调查研究过程中也发现，与当前国际发展状况相比，中国大气温室气体观测布局规划、数据应用和服务等方面仍处于初级发展阶段。大量温室气体观测分析工作尚未实现系统化、规范化和标准化管理。科学数据共享工作仍任重道远。

过去几十年以来，运用地基观测、卫星遥感等手段，中国已经积累了大量的大气气溶胶科学数据，包括气溶胶的物理属性（如气溶胶的粒径、粒子形状和粒子谱分布等）、化学属性（如气溶胶粒子化学组成和成分浓度等）和光学属性（如气溶胶消光系数、光学厚度、散射系数、吸收系数）等。这些数据已经广泛应用于大气科学、大气化学及其他相关领域的研究中。研究成果显著加深了我们对中国气溶胶的时空分布、化学成分及其气候效应和变化规律的认识。尽管中国大气气溶胶观测技术已经越来越成熟，但仍然存在一定的不足。如地基观测站点（如气溶胶化学组分、光学特性观测站点）分布较为稀疏，观测时段较短，一定程度上限制了区域气溶胶长期演变趋势、来源解析及其气候效应等方面的研究；国产卫星观测起步较晚，气溶胶光学产品（如气溶胶光学厚度）反演算法的准确性有待提高；缺乏一套中国区域长时间尺度的气溶胶再分析数据集等。为更准确地量化评估大气气溶胶在过去和未来气候变化中起到的作用，有必要开展更加精细化的大气气溶胶多属性观测，发展高分辨率的气溶胶—气候系统模型和中国气溶胶再分析产品。

气候观测数据能较好地反映中国气候变化的历史演变过程。中国气候观测数据集的构建虽然起步相对较晚，但目前气候序列均一化数据集、陆面融合与同化再分析数据集、中国全球大气再分析数据集（CMA’s Global Atmospheric ReAnalysis, CRA-40）能较好地反映中国气候变化的历史演变过程。较之国外产品，中国陆面融合与同化再分析数据集在中国区的质量更高，已被广泛用于开展区域及中国的气候变化监测与评估中，并且其他数据集产品的质量也已跻身国际前列。以气候序列均一化数据集、全球大气再分析数据集和CRA-40为主的部分中国气候观测数据均可在中国气象数据网上公开下载。中国气候观测数据集已被广泛应用于业务科研，包括开展气候变化监测、国家及区域气候变化评估报告编写以及气候趋势分析与气候变化研究工作中。中国大量的气候观测数据集已经建立，但是在数据体系化共享、开放合作研发等方面，还需要不断加强。

古气候科学数据建设工作发展趋势良好。对比国内外古气候数据现状，中国古气候数据共享平台起步较晚，但近年来呈现良好的发展趋势，逐渐从单一、分散的模式转为数据共享服务模式。数据质量方面，由于数据共享平台设置了相关配套标准，使得共享数据的质量得到保证。数据服务环节与国外数据库相比，仍存在一定的不足，建议继续简化下载流程，使得数据共享更为快捷便利。古气候数据共享的主要目的之一即加深对气候变化机制的理解，因此，围绕古气候、古环境数据并结合数值模拟结果，建设更大规模的中国古气候数据共享平台将为预估未来气候变化提供重要的支撑和保障。

中国海洋科学数据体系不断完善，正处在向高质量发展的过程中。近年来中国海洋科学数据质量有所提高，但是数据管理和质量还需进一步提高。中国海洋科学数据服务范围不断扩大，但是服务的效率和便捷性有待进一步提高。中国各涉海单位正在协同合力推进，形成统一的海洋科学数据质量跟踪、质量检验、质量控制、数据提交和数据服务平台，并接受用户的反馈。海洋科学数据建设能力的提高亟须切实可行的制度保障。

中国冰冻圈科学数据质量整体较好。冰冻圈研究正在由过去单要素自身机理和过程研究向冰冻圈科学体系化方向迈进。同时，冰冻圈科学数据也由过去的单要素观测积累，逐渐发展为多要素的系统观测与遥感模拟。中国冰冻圈科学数据质量整体较好，冰冻圈各要素多已形成相应的观测研究标准或规范。观测数据的生产都遵循各自的标准规范。遥感模式等计算类数据也多有相应观测点进行验证。模拟精度范围较过去均有提高。中国冰冻圈科学数据服务主要依靠寒区旱区科学数据中心、国家冰川冻土沙漠数据中心和国家青藏高原科学数据中心等平台展开。为提高中国气候变化方面冰冻圈科学数据建设能力，建议建立一套长期有效的冰冻圈科学数据共享机制以及相应的数据平台来完善冰冻圈全要素及长时间序列的观测，以期满足中国冰冻圈科学研究的数据需求。

中国生态系统数据量增长迅速，涵盖内容越来越全面。中国现有与气候变化相关的生态系统科学数据主要通过地面观测、调查、实验、遥感、文献整合等方式获取。得益于观测技术的发展，中国生态系统数据量大幅增长，涵盖内容越来越全面，为中国相关研究奠定了基础。最具影响力的数据库包括中国生态系统研究网络和中国物候观测网的物候数据，但中国生态系统观测数据起步较晚，部分数据库存在后续更新不及时的问题，一些指标缺乏近期数据。另外，由于生态系统数据涉及对象和领域较多，还需加强对数据的整合、强化集成与共享工作。在构建更高层次的综合性数据平台中，还有许多工作要做，主要包括：组建协调组织，出台数据搜集、处理和存储规范，本体构建和语义分析，专题分析和领域建模，服务标准和服务内容规范化等。

气候变化相关的中国人口健康科学数据质量整体较好。中国人口健康科学数据与环境质量相关关系数据的整理工作都晚于其他国家，但发展迅速，目前分别以中国疾病预防控制中心和中国环境监测总站监测发布为主，其他相关部门、行业协会和公益网站平台为辅。中国人口健康科学数据与环境质量相关关系数据质量整体较好。人口健康数据的审核与反馈会定期进行。环境质量数据的监测也都遵循各自的标准规范，同时数据的系统性和全面性较过去均有提高。中国人口健康科学数据与环境质量相关关系数据为分析气候变化对人口健康和环境质量的影响提供了支持，但是服务的范围和便捷性有待进一步提高。为提高中国人口健康科学数据与环境质量相关关系数据建设能力，建议为人口健康科学和环境质量相关关系数据建立一套合理有效的数据共享机制以及相应的网站平台，加强科研人员对其访问的便捷性，以期为气候变化相关科学研究提供数据支撑和保障。

中国水文与水资源科学数据有严格的观测和整编规范，质量较高。同时，中国水文与水资源科学数据的服务范围不断提高，共享途径与方式不断进步。提高中国气候变化方面水文与水资源科学数据建设能力需要各单位协同合力，共同推进。

中国已建成一批供科研用户使用的气候变化相关灾害数据库。中国气候变化相关灾害影响科学数据的搜集整理工作晚于其他国家。当前中国多个机构已建成了一批供科研用户使用的气候变化相关灾害数据库。中国气候变化相关灾害影响科学数据库对自然灾害事件的收录较为系统和全面，但数据来源部门众多，不同部门负责的灾种或较为单一或相互交叉，统计字段标准并不统一，难以实现有效共享，难以同国际社会接轨。中国气候变化相关灾害影响科学数据对从宏观角度分析中国自然灾害的区域差异起到了重要作用，为分析气候变化对持续侵扰中国的水旱灾害的影响提供了支持。中国灾害种类较为齐全，但散落在各个灾害管理职能部门。灾害种类的划分和灾情指标的统计标准不统一。提高中国气候变化相关灾害影响科学数据建设能力，需要在统一标准的前提下，各部门协同合作，共同建设全面一致且持续更新的气候变化相关灾害影响科学数据库。

中国已积累很多有科研价值的林业科学数据。中国从二十世纪五六十年代起就在摸索较为系统的林业数据收集工作，截至目前已经形成了和国际接轨的数据收集采集标准，并获得了一定量的有科研价值的数据积累，但获取难度依然很大。除森林资源连续清查数据集外，其余大多数数据集还存在不完整、不连续、难以系统性地使用等问题和需求。数据平台较多，数据集不够集中，且获取方式复杂，很多平台较难获得权限。针对以上问题，建议由政府相关部门或者权威机构对全国的林业科学数据进行整合，综合共享多方数据，从而提供全面准确的林业基础数据，加快林业与气候变化相关领域的发展，最终为森林适应性管理、生态增汇以及国家双碳战略和生态文明建设服务。

农牧渔业数据库数据量大，有规范的数据采集及处理规范，数据质量较高。在全部数据集中，1949年以后构建的数据集占99%。时间跨度为1年的数据集约占1/3，50年以上的数据集很少。近2/3的数据集更新到了2001～2012年，仅25%的数据集在2013年后仍有更新。公开的数据集占一半的比例，40%的数据集需要注册后提出申请，经管理员审核后可以下载；9%的数据集处于离线状态，需要与数据管理员联系，多为存储空间较大的数据。国家农业科学数据中心在科技支撑和社会效益方面均提供了相应服务，为相关产业体系的建设提供了重要的数据支撑。基于以上评估结果，建议进一步加强农牧渔业数据更新与共享规范建设。

气候模式可以实现合理再现未来年平均温度与降水的基本特征。通过评估参与第五次耦合模式比较计划（The fifth phase The Coupled Model Intercomparison Project, CMIP5）及第六次耦合模式比较计划（The sixth phase The Coupled Model Intercomparison Project, CMIP6）模式的降水温度预估数据发现，21世纪中叶及末期中国平均气温明显上升，其中21世纪末期中国大部分地区气温增幅超过2 摄氏度。未来暖昼指数、日最高气温、暖夜指数、热暖夜日数等暖的极端事件都呈现增长趋势，而霜冻日数等冷的事件有减少趋势。对比观测降水，中国的模式能合理再现全球年平均降水及热带降水年循环模态的基本分布特征。通过中国科学院大气物理研究所（Institute of Atmospheric Physics/Chinese Academy of Sciences, IAP-CAS）数据节点及二进制卷积码（Binary Convolutional Code, BCC）数据节点等共享方式，模式数据得到了广泛应用，为科研人员及业务人员进行相关研究提供了数据基础。此外，不同模式对降水温度模拟差别很大，存在很大不确定性，这就需要通过完善模式物理过程描述、提高模式分辨率等方式提高模式模拟性能，进而提供更为合理的温度降水数据。

中国海平面观测预测及数据管理体系逐步完善。目前中国已建立了基于验潮站和卫星的海平面观测网络，形成了完善的海平面观测数据质控技术体系，以及均一化的海平面数据集，能够合理反映全球、中国近海及沿海的海平面时空变化特征。基于优选的地球系统模式对中国近海的集合预测，以及考虑地面沉降的中国沿海相对海平面上升预测较为成熟。相关海平面数据服务范围不断扩大，业务支撑能力逐步提升，海平面历史变化和未来预测数据在沿海防灾减灾、气候变化研究等领域得到广泛应用。

中国经济社会科学数据覆盖的时间周期长、涉及的经济变量丰富，已经形成了一定的数据基础。中国经济社会科学数据主要以国家统计局和其他政府职能部门发布的中、宏观数据为主，以企业和其他科研院所、机构发布的特色数据或微观数据为辅，覆盖的时间周期长、涉及的经济变量丰富，已经形成了一定的数据基础。现有中国经济社会科学数据质量存在差异，主要体现在数据统计口径不一致、核算方法不统一、覆盖期间有差异、变量设计和分类法不一致等方面。其中官方发布的数据质量较高但数据颗粒度较大；企业和科研机构发布的特色数据质量差异大但数据颗粒度较小。现有数据服务建设不足，多数数据集需要烦琐的获取操作，同时存在部分特色数据集获取难度大、成本高等情况。未来要提高中国经济社会科学数据的统计质量，规范指标设计和统计方法，扩大数据开放，倡议整合经济社会通用数据集并提高数据的时效性、扩大数据的覆盖面。此外，随着互联网技术的快速发展和互联网经济的不断壮大，有必要考虑互联网经济和行为框架下的气候变化影响，因此建议开放和共享相关经济统计数据和指标，夯实研究中国问题的数据基础。

中国不同层面能源数据标准和质量存在一定差异。中国气候变化相关能源数据主要以国家统计局发布为主，其他政府机构、行业协会、大型企业辅之。不同层面数据因统计口径和核算方法不一致，数据质量存在差异和不一致情况。国家碳达峰、碳中和工作对能源数据监测与服务也提出了更高要求。未来能源数据建设应着重提高数据覆盖面和数据质量，并加强数据的系统性、可比性、及时性和开放性。

中国温室气体排放数据集建设工作起步较晚，但发展迅速，已建立起中国的核算体系和数据库体系。国际相关数据库提供了包括中国在内多个国家和地区长达50年的时间序列数据，包括世界资源研究所数据库、国际能源署数据库、世界银行数据库、联合国气候变化框架公约数据库、美国能源信息管理局数据库、美国能源部数据库、欧盟联合研究中心和荷兰环境评估机构组成的数据库、欧洲环保署数据库等。国内近期新建立了中国排放数据核算数据库及中国高分辨率碳排放清单，但温室气体种类及排放源尚需完善和补充。在遥感数据方面，中国于2016年发射了碳卫星（TanSat），目前官方已提供一级数据产品。相关机构基于卫星观测数据建立卫星反演碳数据库的工作还在进行中。建议在数据基础能力建设方面继续加大力度，集中优势力量，完善系统、科学的二氧化碳与其他温室气体的排放因子数据库及卫星反演碳浓度数据库，并通过多源、高时空分辨率的数据相互印证，从而为碳达峰、碳中和工作以及科学研究和科学决策提供强有力的支撑。

二、气候变化科学数据评估的定量结论

相对《第三次气候变化国家评估报告：数据与方法集》，本次评估报告重点加强了气候变化数据集的收集和量化分析。第二十章和第二十一章是本报告的定量评估内容，这部分的主要定量结论如下：

气候变化科学数据中气候变化影响与适应科学数据最多。从主题分布角度出发，本报告分析了气候变化科学数据，发现气候变化驱动因素科学数据占20%，气候变化事实科学数据占24%，气候变化影响与适应科学数据占40%，气候变化未来预估科学数据占6%，气候变化相关社会经济数据占10%。

气候变化科学数据中地理学相关的数据最多，占比高达46%。气候变化科学数据分布广泛，既包括自然科学数据（如温度、降水、海平面等数据），也包括社会科学数据（如能源数据与温室气体排放数据）。报告收集的数据，主要涉及的一级学科类别包括：地理学（46%）、畜牧学与水产学（14%）、大气科学（11%）、生物学（10%），其余还涉及一部分的医学（5%）、应用经济学（4%）、天文学（4%）、海洋科学（4%）与林学（2%）。

不同领域的气候变化科学数据的地域分布各具特点。土地利用与覆盖产品主要以全球和全国尺度遥感数据及其分类数据产品为主，表现为土地覆盖、城市、森林和水体分类数据。由于土地覆盖等数据可以直接从遥感产品解译而来，所以产生了大量全球和全国的多套数据集，基本满足了现阶段的气候变化研究。中国湖泊科学数据分布基本以全国和典型湖泊为主。太湖、巢湖、鄱阳湖等重点湖泊流域，分布有高质量的环境卫星影像数据。针对中亚五国地区和青藏高原地区，有专题湖泊分类、分布数据集。

中国气候变化科学数据中，来自中国科学院的数据最多，占32%。本报告共收集到518条气候变化科学相关的数据集/库。其中有390条来自国内各机构，128条来自国际机构及其他国家。国内各机构维护的390条数据中，中国科学院各院所占32%，其他依次为各部委直属机构、农科院/林科院/工程院、地方机构、高校与其他机构（联合网络、企业、期刊等）。国际机构及其他各国维护的128条数据中，主要分布在美国、欧洲国家、日本与部分国际组织中。

气候变化科学数据受采集来源影响，数据尺度差异显著。气候变化科学数据根据采集来源，主要有观测数据、统计数据、遥感数据和再分析数据等。遥感数据、再分析数据基本以全球和全国尺度为主，观测数据以观测站点为主，而统计数据则以省级行政单位、重要城市、重要样点统计数据为主。

气候变化科学数据的质量正在提高。经过多年的不断努力，中国气候变化科学数据已形成较长的时间序列，数据的空间覆盖率、数据精度等方面不断提高。

气候变化科学数据多为可公开获取以及注册访问的科学数据。从气候变化科学数据的可获得性看，可公开获取以及注册访问的气候变化科学数据最多，其余依次为协议共享、付费获取、部分公开和无法获取的数据。

不同类型气候变化科学数据的应用状况不尽相同。目前，科学数据开放共享已广为科研人员及各种利益相关者所认同，但由于数据口径、数据类型、数据处理方法等方面的差异，导致不同类型气候变化科学数据的应用状况也不尽相同。

三、提高气候变化领域科学数据保障能力的建议

中国气候变化科学数据不足主要存在以下三方面：①能源、灾情、经济社会、温室气体排放等气候变化相关科学数据存在统计口径不一致、核算方法不统一、关键指标缺失的问题；②面向碳达峰、碳中和的数据资源未成体系；③各类数据的质量参差不齐；④数据共享的限制条件较多、共享资源不足。为了提高中国气候变化领域的科学数据保障能力，本报告针对以上问题，提出了以下几条建议：

1. 完善气候变化科学数据体系的建议：系统梳理现有气候变化数据集，按指标属性和时间序列建立索引目录。优化监测站的布局，构建数据更新和完善机制，提高数据的时空分辨率。使用大数据分析手段，构建具有权威性、科学性、高质量、综合集成的再分析数据库。

2. 加强支撑碳达峰、碳中和战略的数据资源建设的建议：碳达峰、碳中和工作是当前中国应对气候变化和实现经济社会体系系统性变革的中长期战略，对温室气体排放、能源消费、经济社会活动、碳捕集、利用与封存（Carbon Capture, Utilization and Storage, CCUS）和生态碳汇等的数据需求极为迫切，但目前还存在数据资源零散、部分关键数据准备不足、数据保障的系统性不够等问题，亟需建立覆盖全面、更新及时的双碳数据监测和服务体系，以加强对双碳科学研究、技术研发和科学决策的支持保障。

3. 持续提升气候变化数据质量的建议：集中优势力量，对不同领域气候变化相关的科学数据集进行综合梳理。制定数据质量控制标准，对数据分类体系、投影方式等数据处理过程进行规范，提高数据的可比性。

4. 推动气候变化数据共享的建议：出台数据共享标准，要求配备完整的资料说明技术文档，提高数据界面的友好性。扫除存储空间、网络传输等数据集共享方面的技术保障。加强合作，构建具有自主知识产权的气候变化科学综合集成数据共享平台，同时建立中国气候变化科学数据索引系统，便于各级用户查询和使用。加强气候变化科学数据共享中的法律保障和用户分级管理，通过构建“数据共享考核机制”，推动我国数据开放共享。