冻土海岸系统的转变:通过国际合作推进科学发现
在阿拉斯加北极的高处，沿着波弗特海岸的德鲁角(Drew Point)悬崖正以前所未有的速度被侵蚀，在过去十年中，平均每年流失1700多米。这种侵蚀程度是过去的两倍多，凸显了北极地区日益严重的景观问题，即永久冻土海岸系统的退化和丧失，这一系统覆盖了地球近30%的海岸线。
多年冻土(至少连续两年保持在0°C以下的地面)是北极沿海地区广泛而重要的组成部分，在北极沿海动态和支撑景观和生态系统方面发挥着关键作用。此外，由于北极海岸是自然环境和人造环境的交汇点，永久冻土海岸系统在北极海岸社区中发挥着关键作用。然而，永冻层海岸的快速侵蚀是北极变化的一个令人担忧的迹象。
环境变化的越来越猖獗，当地（例如，土地使用变化）和全球（例如，气候变化），正在为永久的沿海系统和居住在他们身上的社区的新压力。北极风景对北极海洋联系和永久冻土的降解敏感，由于多年冻土融化和地面沉降，海平面上升，海冰覆盖的减少，开放水域越来越多，越来越频繁，越来越多的风暴。因此，沿海景观是不可撤销的变化。除了环境影响，这对沿着海岸线运营的许多人类兴趣提出了一种后勤挑战，包括参与传统生活方式，工业和商业活动的人。
阿拉斯加费尔班克斯大学(UAF)水与环境研究中心(WERC)的本杰明·琼斯博士的一项新研究聚焦于德鲁角9公里的海岸线，是最早使用高空间(< 1 m)和时间(近年)分辨率的卫星观测数据将年代际侵蚀与环境变化联系起来的国家之一。到目前为止，低分辨率和大数据差距使这一目标无法实现。关键的是，最重要的发现之一是这个问题的绝对复杂性。海岸对环境变化的反应差异很大，人们担心我们无法识别和解决环境强迫因素、永久冻土退化的长期影响以及陆海界面的多种相互作用。例如，关于长期过程与极端天气事件的相对作用，以及是否有尚未被考虑的因素在起作用，仍然存在问题。
这些新的和不断变化的环境条件对规划和决策产生深远影响，威胁到文化遗产的保护，并对共享北冰洋周边的国家的国家安全构成挑战。这些复杂的变化跨越国界，涵盖许多不同的研究领域，影响着广泛的利益攸关方，提高我们对这些变化的理解和管理需要谨慎和协调的方法。
琼斯博士和他的同事们抱怨Lantuit（阿尔弗雷德Wegener Institute Helmholtz Polar和Marine Research，德国）正在占据这个大挑战。区域永久冻土景观动态的专家，他们与科学家和其他利益攸关方一起与北极地区共同努力，确实是为北极永久冻土沿海系统的理解和管理制定新的协调网络。
Percs-Net将从俄罗斯，波兰，德国，挪威，丹麦，加拿大和美国的现有网络联合在一起。
了解永冻土海岸系统:一项国际努力
北极地区的海岸线延伸近20公里处，途经8个国家/地区（美国，加拿大，格陵兰，冰岛，芬兰，瑞典，挪威和俄罗斯）。自1999年以来，科学家和那些直接或间接相关的冻土沿海系统组织的超过20种不同的网络已在世界各地形成;许多人在本质上交叉学科。这些常常国家网络提供来自全国各地的科学，工程和社会领域的信息和对沿海多年冻土管理支持，以及众多包括专家，提供国家永久冻土动态的关键知识。
例如，在俄罗斯，俄罗斯北极海岸动力学网络的重点是了解西伯利亚的北极海岸动力学;波兰科学基金会的弗罗茨瓦夫极地站在斯瓦尔巴特群岛、格陵兰岛和冰岛进行综合研究;哥本哈根大学永久冻土中心的研究重点是格陵兰岛的北极海岸环境。在德国，一个由欧盟资助的名为Nunataryuk的项目专注于确定沿海和海底永久冻土融化对全球气候的影响。在挪威，可持续北极海洋和海岸技术中心的重点是沿海技术和材料建模的工作包，以开发评估北极沿海地区基础设施可靠性的工具。在加拿大，地质调查局正在领导一项联合国环境规划署沿海永久冻土快速资源评估，以探索跨陆地和近岸海洋永久冻土环境的独特过程和相互联系。在美国，有不少于13个不同的网络关注北极海岸问题、永久冻土和/或相关问题;许多项目由美国国家科学基金会资助(如永久冻土海岸侵蚀RCN、北极海岸RCN、波弗特潟湖LTER和永久冻土发现门户)，而其他项目则由国家资助(如阿拉斯加DGGS海岸灾害计划)、大学资助(如UAF的北极海岸地球科学实验室)、或联邦资助和/或附属机构(例如，美国地质调查局、NOAA、美国陆军寒区研究与工程实验室、桑迪亚和洛斯阿拉莫斯国家实验室以及国家公园管理局)。
然而，北极冻土资源跨越国界，并与环境和社会变化的步伐越来越快，对国际合作越来越大的需求。特别是，有需要一个强大的知识框架，以解决关键的环境，社会和工程挑战;这种框架必须基于从民族，政治，文化和学科边界的各方面的知识共享。虽然一些过去和现有的网络已经尝试数据，观察和专业知识，国际合作和共享这些努力的长期可持续性短下降。
随着来自世界各地的同事和合作者，琼斯和Lantuit正在推出PERCS型网，专家和利益相关者从永冻土海岸系统社区的国际网络。相反，从头开始，球队通过正式和非正式的合作和协议，利用现有的网络和联系，许多可以追溯到几十年，打造国际“网络的网络”。总之，PERCS，本网将来自加拿大，丹麦，德国，挪威，波兰，俄罗斯和美国绑约20个现有的网络连接在一起。
PerCS-Net:一个国际“网络中的网络”
建立永久冻土海岸系统网络(PerCS-Net)是一个为期五年的项目，由美国国家科学基金会通过国际网络对网络协作加速研究(AccelNet)项目支持。最初，这个网络将由来自20个合作网络和组织的约100名个人组成。参与的个人代表大学、研究机构、国家/政府实验室和部门;他们来自领导机构(UAF)内部，并遍布北美和欧洲。然而，尽管地理位置和重点不同，他们在建立一个旨在加速科学发现、建立国际联系和促进冻土海岸系统界面知识转移的网络的目标上是一致的。
Percs-net是一个大胆的新项目，旨在解决我们在不断变化的世界中面临的众多大挑战之一。
预计该网络将:
- 制定国际认可的协议，量化北极沿海永久冻土系统的变化和影响;
- 集成年度和年代际尺度观测;
- 完善北极海岸制图分类系统;
- 在关键的沿海网站上进行长期观测;
- 让土著社区参与并监测变化对传统生计的影响;
- 量化人为的土地利用变化及其影响（环境，文化和经济）;
- 加强在网上提供与决策和信息交流有关的地理空间信息;和
- 培养下一代北极科学家、工程师和社区。
实现这些目标超出基本科学研究，主要关注强大的网络结构，数据可视化和教育计划的发展;这是这些因素，将是在Percs-net项目中工作的许多人的重点。
percs网络的启动将在5年内分4个阶段进行。第一年，即第一阶段，涉及网络启动和规划，特别是通过发展科学合作和区域和地方各级不同利益攸关方之间的正式协议，整合现有网络。第二阶段预计耗时三年，将全面启动该网络，并开发与项目目标有关的产品。第三阶段，网络监测和评估，将评估进展，并为网络改进提供反馈。最后一个阶段将侧重于通过支持和使网络成员能够为正在进行的合作科学研究和其他网络活动获得资金来确保网络的可持续性。对Jones博士和Lantuit博士来说，重要的是要与北极沿海社区合作寻求这一资金，确保关键信息交流和多样化参与。该项目还将制定一个教育和人力资源(EHR)战略框架，以确保知识转移不仅在科学家之间，而且还通过本科生和学龄学生，以及土著社区等代表性不足的群体进行过滤。
PerCS-Net是一个大胆的新项目，旨在解决我们在不断变化的世界中面临的许多关键问题之一;其重点是合作的国际科学研究、机构能力建设、各级教育和扩大参与。PerCS-Net的成功将为解决人类面临的其他高度复杂的环境和社会困境提供一个模板。想了解更多请访问www.permafrostcoasts.org
个人反应
为什么很重要汇集了国际冻土海岸系统研究界？
本杰明琼斯博士：高比例的北极居民住在海岸线或附近，许多人从陆地和近岸海洋资源源众衍生。永久冻土沿海系统是地球上最迅速变化的地方之一，没有地方更具代表自然，社会和建造系统之间面临的挑战而非北极。未来永久冻土沿海系统动态将挑战传统智慧，因为该系统进入了影响人为决策和适应规划，对文化遗产资源的影响，并且可能导致需要在纪律和边界中共享知识共享的不可预见的挑战。
提供长期知识转移和可持续性需要解决的主要问题是什么？
本杰明·琼斯博士：问题集中在如何以及在何种程度上永久冻土沿海生态系统正在发生变化，哪些因素是负责观察到的变化，以及如何相似或不同的是，这些因素和穿越北极的变化模式，有什么影响社会，基础设施，生态系统和人类健康，才能开发工具和资源来帮助规划未来的永久冻土沿海系统？