鑒于氣候?qū)Νh(huán)境、自然資源及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的廣泛影響以及為應(yīng)對(duì)氣候及其變化研究方面的挑戰(zhàn),，作為美國(guó)全球變化研究計(jì)劃（USGCRP,，氣候變化及全球變化研究領(lǐng)域國(guó)際最大科研投資計(jì)劃）的延續(xù)和美國(guó)氣候變化研究行動(dòng)（CCRI）的重要組成部分，氣候變化科學(xué)計(jì)劃（CCSP）設(shè)立于2002年,，旨在提升氣候變化預(yù)測(cè)水平,、降低管理風(fēng)險(xiǎn)及有效利用氣候變化與氣候差異效應(yīng)等方面為美國(guó)乃至世界范圍內(nèi)的研究提供科學(xué)依據(jù),。CCSP研究基于近幾十年來(lái)全球科學(xué)進(jìn)步以及人類(lèi)對(duì)自然因素同人類(lèi)活動(dòng)之間的相互作用對(duì)氣候系統(tǒng)影響認(rèn)識(shí)的積累，研究?jī)?nèi)容涵蓋生物學(xué),、地球科學(xué),、工程學(xué)、數(shù)學(xué),、物理學(xué),、社會(huì)學(xué)、行為科學(xué)及經(jīng)濟(jì)學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域,。

 

CCSP由包括美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（NSF）在內(nèi)的美國(guó)13個(gè)聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)共同發(fā)起,，致力于推動(dòng)氣候變化相關(guān)的基礎(chǔ)研究、綜合觀測(cè),、統(tǒng)一建模以及相關(guān)決策支持系統(tǒng)的研發(fā),。

 

 

NSF通過(guò)資助氣候相關(guān)的基礎(chǔ)研究、調(diào)動(dòng)科學(xué)界全部智力資源,、利用先進(jìn)研究基礎(chǔ)設(shè)施以及創(chuàng)新教育活動(dòng)等全面關(guān)注影響全球氣候的關(guān)鍵要素（大氣圈,、水圈、冰凍圈,、巖石圈及生物圈）,。作為CCSP的關(guān)鍵支持機(jī)構(gòu)，NSF鼓勵(lì)相關(guān)的跨學(xué)科研究并特別強(qiáng)調(diào)地球系統(tǒng)過(guò)程及其變化效應(yīng),。具有高度資助優(yōu)先權(quán)的研究方向包括：全球變化相關(guān)數(shù)據(jù)獲取與信息管理,；地球系統(tǒng)過(guò)程相關(guān)優(yōu)化模型設(shè)計(jì)；相關(guān)先進(jìn)分析研究方法開(kāi)發(fā),。除此之外,，涉及面向確定和評(píng)估應(yīng)對(duì)環(huán)境條件變化響應(yīng)措施的一般過(guò)程的基礎(chǔ)研究也在NSF關(guān)注之列,。通過(guò)對(duì)上述方向研究的資助,，NSF為CCSP戰(zhàn)略計(jì)劃所確定的諸多目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供著廣泛的科研支撐。

 

 

近年來(lái),，NSF面向CCSP的資助規(guī)?？傮w上保持相對(duì)穩(wěn)定（2007和2008年資助總額分別為2.066億和2.053億美元），2009年預(yù)算總額達(dá)到2.206億美元,，預(yù)計(jì)比2008年增長(zhǎng)7.5%,。

 

從NSF面向CCSP資助的具體學(xué)科領(lǐng)域來(lái)看：地球科學(xué)是NSF面向CCSP資助的首要學(xué)科，其資助額占資助總額的75%以上,。與2008年相比,，2009年其生物學(xué)、工程學(xué),、社會(huì)學(xué),、行為學(xué)及經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域資助規(guī)模保持不變,，地學(xué)、數(shù)學(xué)與物理學(xué),、極地研究等領(lǐng)域均有不同程度的增長(zhǎng),，其中對(duì)極地研究的資助規(guī)模增幅達(dá)到74.3%。

 

 

2009年,，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)面向“氣候變化科學(xué)計(jì)劃”重點(diǎn)資助的7個(gè)研究領(lǐng)域?yàn)椋捍髿饨M分研究,、氣候變率及變化研究、全球水循環(huán)研究,、土地使用及土地覆蓋變化研究,、全球碳循環(huán)研究、生態(tài)系統(tǒng)研究以及人類(lèi)對(duì)氣候變化的作用與響應(yīng)研究,。

 

1.大氣組分研究,。包括大氣化學(xué)組成及其與氣候差異及氣候變化的關(guān)系；大氣與生物圈,、陸表,、海洋及冰凍圈之間的聯(lián)系；氣態(tài)組分與氣溶膠的運(yùn)移與轉(zhuǎn)化（特別關(guān)注溫室氣體）,。上述研究旨在為聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)（IPCC）有關(guān)氣候變化的評(píng)估報(bào)告提供重要科學(xué)依據(jù),。

 

2.氣候變率及變化研究。包括跨時(shí)空尺度的氣候變率與氣候變化,；洋流結(jié)構(gòu),、洋流循環(huán)及其同大氣之間的交互作用；區(qū)域氣候系統(tǒng)模型優(yōu)化（納入復(fù)雜因子使區(qū)域氣候系統(tǒng)模型更好地整合氣溶膠輻射效應(yīng),、同溫層動(dòng)力學(xué),、交互化學(xué)及生物地球化學(xué)循環(huán)）；極端氣候現(xiàn)象（如颶風(fēng),、干旱）及重大生態(tài)系統(tǒng)失調(diào)的模擬分析（以確定其發(fā)生機(jī)制并評(píng)估其模擬結(jié)果）,；古氣候研究（提供歷史及關(guān)鍵氣候地區(qū)自然氣候差異基準(zhǔn)數(shù)據(jù)）。

 

上述研究將改進(jìn)人們對(duì)氣候系統(tǒng)自然差異的理解,，尤其將在實(shí)現(xiàn)歷史環(huán)境變化的重構(gòu)與評(píng)估（關(guān)系到模型的有效性）方面發(fā)揮重要作用,。

 

3.全球水循環(huán)研究。用于研究目的的不同水文資料的有效利用方式,；水循環(huán)過(guò)程研究（用于模型優(yōu)化）,；高分辨率云系模型優(yōu)化（確定氣候變化計(jì)算的關(guān)鍵要素，水蒸汽對(duì)流及云過(guò)程）,；15個(gè)水文觀察站原型設(shè)計(jì),，將支撐“半干旱地區(qū)水文學(xué)及流域科學(xué)技術(shù)中心”的發(fā)展并聯(lián)合其他各方致力于相關(guān)先進(jìn)研究成果轉(zhuǎn)化及處理相關(guān)研究。

 

4.土地使用及土地覆蓋變化研究。包括相關(guān)生物多樣性及生態(tài)變化,；北極系統(tǒng),、臨時(shí)變異、水以及能源對(duì)植被系統(tǒng)的影響,；人類(lèi)活動(dòng)對(duì)土地使用的不同影響,。

 

5.全球碳循環(huán)研究。將繼續(xù)關(guān)注土地與海洋生態(tài)系統(tǒng)及其對(duì)碳循環(huán)的作用方面的研究,，包括碳存儲(chǔ),、河流碳傳輸、高海拔土壤碳通量,、山地碳排放,、海底地下水流注、海洋中層的海水酸化與礦化等,。碳循環(huán)研究將實(shí)現(xiàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)同模型的整合以獲得對(duì)全球碳循環(huán),、氣候系統(tǒng)反饋的深層認(rèn)識(shí)并服務(wù)于氣候變化研究及通過(guò)CO2封存應(yīng)對(duì)氣候變化之戰(zhàn)略的制定。

 

6.生態(tài)系統(tǒng)研究,，重點(diǎn)在于陸地及海洋生態(tài)系統(tǒng)研究,。包括：長(zhǎng)期生態(tài)研究（LTER），獲取關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)過(guò)程的時(shí)間序列數(shù)據(jù),；陸地及海洋生態(tài)系統(tǒng)變化的驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究,；全球海洋生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究（GOED），全球海洋變化對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)的影響研究,，關(guān)注目標(biāo)為北大西洋和北太平洋,；二氧化碳排量的增加對(duì)珊瑚鈣化、繁殖及造礁珊瑚的共生關(guān)系的影響研究,。

 

7.人類(lèi)對(duì)氣候變化的作用與響應(yīng)研究,。包括與人類(lèi)活動(dòng)（個(gè)體、群體或組織）同自然環(huán)境系統(tǒng)交互作用過(guò)程有關(guān)的一系列基礎(chǔ)研究,。關(guān)注不確定狀態(tài)下的氣候變化相關(guān)決策的制定以改進(jìn)應(yīng)對(duì)未來(lái)不確定性氣候變化的決策水平,。

 

 

1.氣候變化對(duì)水供給的影響。該研究由斯克里普斯海洋學(xué)研究所,、勞倫斯里弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合NSF圣地亞哥超級(jí)計(jì)算中心展開(kāi),。目的是探明全球氣候變化對(duì)美國(guó)西部地區(qū)水資源供給的影響,?？茖W(xué)家首先借助超級(jí)計(jì)算機(jī)完成全球氣候變化模擬，然后重點(diǎn)考察美國(guó)西部地區(qū)所受影響,，最后將模擬結(jié)果同實(shí)際觀測(cè)結(jié)果比較,，對(duì)結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步分析并據(jù)此確定全球氣候變化模擬的精度。研究過(guò)程中，科學(xué)家借助圣地亞哥超級(jí)計(jì)算中心開(kāi)發(fā)的專(zhuān)門(mén)工具“存儲(chǔ)資源代理”實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的分布式管理及共享,。

 

2.氣候研究與教育,。美國(guó)繼續(xù)依托大氣棕色云計(jì)劃（ABC）推動(dòng)其氣候研究及教育的發(fā)展。由于大氣污染所導(dǎo)致的氣候變化及其他效應(yīng)已普遍為亞洲國(guó)家和地區(qū)所接受,，目前“大氣棕色云計(jì)劃”使美國(guó)在氣候研究及教育的引領(lǐng)地位,，在總?cè)丝谡际澜缛丝谝话胍陨系哪咸窖蠹皝喬貐^(qū)獲得了高度認(rèn)同。

 

“大氣棕色云計(jì)劃”作為目前氣候變化領(lǐng)域重要的全球性科研攻關(guān)行動(dòng)之一,，旨在幫助亞太（及其周邊）地區(qū)尋求應(yīng)對(duì)當(dāng)前所面臨的首要環(huán)境及氣候威脅——大氣棕色云之舉措,。該行動(dòng)匯集并聯(lián)合了國(guó)際頂尖大氣科學(xué)家及研究人員，亞洲,、歐洲及美國(guó)的一流研究機(jī)構(gòu)以及亞洲各有關(guān)國(guó)家及地區(qū)政府,。

 

3.氮循環(huán)研究。氮循環(huán)研究取得重要突破,。通過(guò)對(duì)來(lái)自21個(gè)不同生態(tài)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)長(zhǎng)達(dá)10年的分析,，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)釋放到土壤中的氮數(shù)量完全取決于兩大要素：氮的初始濃度及腐爛植物根葉中所殘存的有機(jī)物總量。這一發(fā)現(xiàn)使得構(gòu)建可用于所有類(lèi)型生態(tài)系統(tǒng)氮釋放模擬的數(shù)學(xué)模型成為可能,，該數(shù)學(xué)模型將改進(jìn)人們對(duì)植物生長(zhǎng)機(jī)理的理解,，并進(jìn)而提高全球氣候模型中碳吸收循環(huán)的精度。