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World File Search System北极地区
大国竞争和北极海外基地
显然与全球社会面临的另外两大挑战重叠：气候变化和经济稳定。北极既是地缘政治热点，也是美国及其北约盟国的家园。美国于 2022 年 10 月发布了最新版《北极地区国家战略》，并将北极提升为 2022 年《国家安全战略》中的重点地区，这进一步证明了这一点。1 与此同时，俄罗斯占据了近 50% 的陆地面积，对北极圈上方的大部分水域拥有某种形式的主权和管辖权。中国已表现出对其冰上丝绸之路的坚定承诺，这有可能收获新的自然资源，增强中国在该地区的影响力，并加强与俄罗斯的联系。由于气候变化，世界开始将北极视为一个不断扩大的作战领域，未来几十年，保护自由通行或保卫领土（取决于一个国家的观点）将是必要的。拥有管辖权、渠道或技术的人将能够获得新的自然资源。
北极上空
解决北极地区独特基础设施挑战的一个明显解决方案是太空。6 脆弱而恶劣的环境使该地区的所有人类活动都充满挑战，而太空能力减少了建设物理基础设施的需要。商业卫星服务可以满足增加通信、监视和了解事件的需求，同时增加各国和合作伙伴之间的合作。在极地地区使用太空资产和太空基础设施并非没有挑战。然而，通过“优化现有和未来的太空基础设施，使用低地球轨道、地球同步轨道和高椭圆轨道，美国可以与其他北极国家合作，建立态势感知，加强行动，加强基于规则的共同秩序。”7 这种合作也应扩展到欧洲盟友和合作伙伴。8 继续在以前因环境恶劣而被忽视的地区进行研究和信息共享应该是解决这些问题的首选措施。这要求有共同利益或至少有重叠利益的盟友之间进行合作，并需要增加军事存在以保障该地区的安全。
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北极地区是对当前气候变化最敏感的领域之一；通过涉及海洋，大气，生物圈，岩石圈和冰圈的连接，它们会响应，放大和驱动地球系统中其他地方的变化，因此，了解它们的作用对于设置可靠的预测气候模型至关重要。尤其是，大气气溶胶通过太阳照射的散射和吸收和作为云凝结核的来源而与气候强烈相互作用。尽管这些过程是众所周知的，但极性区域的气溶胶的定量和定性（气候强迫迹象）受到较大不确定性的影响。主要的不确定性包括相对的云/雪表，反照率以及高纬度处气溶胶的尺寸分布和化学成分的稀缺空间覆盖率。以提高我们对北极气溶胶的尺寸分布，大气负荷和化学成分的了解，自2010年以来，北极地区的连续测量和采样运动正在进行中：Thule（North Greenland）（North Greenland）和NY Alesund（挪威斯瓦尔巴德岛）。在Thule，每天或其他所有样品全年收集的24小时样品
Wenqiang Xu
论文摘要：北极海冰加速融化对全球气候稳定、海洋生态系统和航行安全构成严峻挑战。为了满足对北极环境进行持续高分辨率监测的需求，本论文探讨了自主维持系统 (SAS) 的开发及其可行性，以实现北极的长期观测。该系统旨在克服传统固定或漂流浮标的局限性，以及无人机和自主水下航行器 (UAV) 的航程和续航能力限制，利用小水线面双体 (SWATH) 无人水面航行器 (USV) 作为核心观测平台。风力驱动的 SWATH 既能利用风帆产生的风能，又能利用水下涡轮机产生的海流能，从而在偏远的北极地区实现持续自主运行。这种混合能量收集方法确保 SAS 能够长时间独立运行，显著提高北极数据收集的空间和时间分辨率。
北极气候数据科学：人工智能在支持运营决策中的作用
北极地区环境复杂程度空前，地缘政治意义重大，正处于现代人工智能 (AI) 方法和深刻的土著见解共同塑造的转折点。本文深入探讨了人工智能在北极气候数据科学中的作用，强调了其在吸收和分析大量数据集（从高分辨率卫星图像到土著社区古老的口头传统）方面的变革性影响。我们探索了人工智能子领域（包括机器学习、神经网络和深度学习）利用双重知识系统提供北极不断变化的动态全景的能力。此外，本文还批判性地评估了人工智能带来的挑战，从数据完整性问题到可能加剧错误的反馈回路。北极不断变化的地缘政治影响和潜在的运营风险加剧了更广泛的地缘政治影响，进一步凸显了在该地区应用人工智能的必要性。总之，该研究强调了技术进步与尊重土著知识之间的基本平衡，为北极的可持续未来提供了战略建议。
5。海洋在气候变化中的作用
变暖正在改变海洋如何通过扰动海洋密度来循环，这决定了海洋如何运输质量，热量，碳和养分，这对存储这些关键变量的储存和维持生物生产力的影响产生了后果。在高纬度海洋中，变暖正在缩小冰冻圈，包括冰盖和冰川的质量损失，北极海冰的丧失以及长期冻土融化的增加（Cassotta等人，2022年）。在北美融化的冰盖和冰川中排放<1949-2005之间的河流流量增加了0.7-0.9％/年，Walvoord和Striegl，2007年）和Eurasian Arctic（2007年）和欧亚北极地区（最小流量增加23％或平均流量增长了23％，平均流量增长了2007年，史密斯（Shey）占了2007年的20079999999999999.上个世纪，对海平面的影响。冰期质量余额间比较练习（IMBIE）团队（2020）报告，由于1992年至2018年间，格陵兰冰盖加速了冰盖，海平面上升10.8±0.9 mm。
从机器学习预测的马赛克运动中的表面湍流
极地地区，尤其是北极地区，处于气候危机的前线。近几十年来，北极的表面变暖速率比全球平均值（Rantanen等，2022）高两到四倍，这是一种称为北极扩增的现象（例如Graversen等，2008; Serreze＆Barry; Serreze＆Barry，2011; Serreze＆Francis＆Francis＆Francis＆Francis，2006）。随着温度升高而在北极海冰的厚度和范围内发生了约50％的损失（Gascard等，2019）。未来几十年的北极海冰损失率仍然高度不确定（Bonan，Lehner，＆Holland，2021； Bonan，Schneider等，2021），但是后果预计将是严重的：对于本地生态系统而言（Kovacs等，2011; Post等，2013; Post et al。，2013; Tynan，2015; Tynan，2015; Tynan，2015）;对于土著人民（Meier等，2014）；而且，对于低纬度气候，可能（Cohen等，2014，2020; Jung等，2015; Liu等，2022）。海冰与大气之间的热交是北极扩增的主要驱动力（例如，Lesins等，2012； Previdi等，2021; Serreze等，2009），并确定海冰融化速率（例如Rothrock等人，Rothrock等，1999; Screen＆Screen＆Screen＆Screen Mondss，2010）。
POLAR 级设计中的结构考虑因素 ...
自 20 世纪 60 年代初期以来，随着海岸警卫队职责的变化和扩大，显然需要一种新型破冰船来取代舰队中老化的成员，并承担更广泛的任务。例如，最近将石油勘探范围扩大到北极地区，似乎需要海岸警卫队在该地区拥有强大的响应能力。1966 年，海岸警卫队总部海军工程部成立了破冰船设计项目，以启动新型极地破冰船的初步设计工作。该项目的最初重点是核动力破冰船，但后来改为传统的柴油电力破冰船，最后修改为包括燃气轮机运行模式。在破冰船设计项目存在期间，其人员深入研究了船舶设计应用于破冰船的重要方面。其对破冰技术的最重要贡献可能在船体形状方面。Dowerin!z 的预测。和船体结构，其中包括材料选择。去年完成了 100 个独立项目，其中许多依赖于海岸警卫队发起的研究。进行了文献搜索“EIT con.以确保现有技术不被忽视。项目成员得到了承包商、其他政府机构和大量海岸警卫队人员的大力支持。
用于北极野火的卫星和机载火灾传感器系统...
本报告详细介绍了可用于野火观测的轨道和亚轨道（机载）成像/传感系统资产。成像资产是各种机构和国际组织运营的研究或操作系统，包括 NASA、NOAA、ESA、JAXA、DLR 等。随附的表格和系统描述用于支持跨机构北极研究和政策委员会 (IARPC)、野火实施小组 (WIT)。WIT 是一个多机构小组委员会，负责调查北极野火发生的频率和严重程度，作为了解高纬度陆地生态系统过程、生态系统服务和气候反馈的一部分。野火计划在 IARPC 北极研究计划草案：2013-2017 财年第 3.2 节：研究计划中确定。本报告还响应了联邦政府资助的北极地区研究的五年计划，其中 IARPC 确定了七个总体类别，作为北极研究国家政策的基础，并将特别受益于机构间合作；其中一个类别是“观测系统”类别。本报告支持该有益需求评估。作为 IARPC WIT 的一部分，里程碑 3.2.4e 中确定了向北极研究界通报北极野火影响的关键要素：
POLAR 级船设计中的结构考虑
自 20 世纪 60 年代初期以来，随着海岸警卫队职责的变化和扩大，显然需要一种新型破冰船来取代舰队中老化的成员，并承担更广泛的任务。例如，最近将石油勘探范围扩大到北极地区，似乎需要海岸警卫队在该地区拥有强大的响应能力。1966 年，海岸警卫队总部海军工程部成立了破冰船设计项目，以启动新型极地破冰船的初步设计工作。该项目的最初重点是核动力破冰船，但后来改为传统的柴油电力破冰船，最后修改为包括燃气轮机运行模式。在破冰船设计项目存在期间，其人员深入研究了船舶设计应用于破冰船的重要方面。其对破冰技术的最重要贡献可能在船体形状方面。Dowerin!z 的预测。和船体结构，其中包括材料选择。去年完成了 100 个独立项目，其中许多依赖于海岸警卫队发起的研究。进行了文献搜索“EIT con.以确保现有技术不被忽视。项目成员得到了承包商、其他政府机构和大量海岸警卫队人员的大力支持。