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示意图：纬向风、副热带急流和极锋急流，以及哈德莱环流圈、费雷尔环流圈和极地环流圈（高度经夸张处理）

Risk Academy（由 Nexus Consortium 牵头）· 地球与环境科学 · 气候与海洋科学系

Variability, extremes and the products that measure them

气候科学、变率与变化

Climate science covers the variability of precipitation, temperature and soil moisture over years and decades and the extremes at their edges.

Map climate science, variability and change on a real place 查看课程
01范围

该学科涵盖的内容

其课程与 实验 讲授的子主题。

课程
筹备中
层级
L1 入门、L2 中级
实验
Map lab, Trigger lab, Geo quiz, GeoAI lab, Network lab, Exposure lab
  • Climate baselines and observations
  • Variability modes such as ENSO
  • Climate models and projections
  • Scenario families (SSPs and RCPs)
  • Downscaling and bias correction
  • Attribution of extreme events
  • Glaciers, permafrost and mountain hazards
  • Climate services
  • Physical climate risk for organisations

Courses in development extend the scope to further subjects: Working with climate projection data and downscaling; Extreme event attribution; Arctic risk.

02地图

为任意地点构建孪生

Search any place or open the world; the layers and generators follow climate science, variability and change on the planet map, the globe and in 3D.

Casale Monferrato 的 Po 河与 Vercelli 稻米平原：学院孪生体的平面图。地形 63 至 471 m；河流 435 km；运河 2,280 km；河流流量，经 Open-Meteo 提供的 GloFAS：3D 孪生体打开时实时读取；植被指数，MODIS Terra NDVI 8 日：3D 孪生体打开时实时读取；土壤湿度，SMAP L3（逐日）：3D 孪生体打开时实时读取；降水率，GPM IMERG（30 分钟）：3D 孪生体打开时实时读取；地表水范围，OPERA DSWx (HLS)：3D 孪生体打开时实时读取；30 m 真彩色，HLS Sentinel-2（逐日影像块）：3D 孪生体打开时实时读取。等高线每 50 m 取自高程网格；河流和已命名运河按等级。
The Po at Casale Monferrato and the Vercelli rice plain, Italy. 同一数据的平面图：根据内嵌网格绘制的等高线地形、河流和运河，以及下方的数值。3D 孪生在能够绘制它的设备上打开，且须在其数据和代码通过检查之后。
  • Terrain 63 to 471 m
  • River 435 km
  • Canal 2,280 km
  • River discharge, GloFAS via Open-Meteo: read live when the 3D twin opens
  • Vegetation index, MODIS Terra NDVI 8-day: read live when the 3D twin opens
  • Soil moisture, SMAP L3 (daily): read live when the 3D twin opens
  • Precipitation rate, GPM IMERG (30 minutes): read live when the 3D twin opens
  • Surface water extent, OPERA DSWx (HLS): read live when the 3D twin opens
  • True colour at 30 m, HLS Sentinel-2 (daily granules): read live when the 3D twin opens
Credits and dates per layer are listed under the stage. Relief in the twin is exaggerated ×1.5 for legibility.

Drag to move, right drag or Shift with a drag to turn and tilt, Ctrl with the wheel to zoom. Keyboard: arrows move, Shift with arrows turn and tilt, + and – zoom, 0 resets, V steps through the views, Escape clears.

同一数据的平面图：根据内嵌网格绘制的等高线地形、河流和运河，以及下方的数值。3D 孪生在能够绘制它的设备上打开，且须在其数据和代码通过检查之后。

所示边界、名称和称谓并不意味着对任何领土的法律地位作出任何判断，亦不意味着认可或接受此类边界。国家：Natural Earth（公有领域）。

03实时地图

Climate signals in the Mediterranean

Surface heat, rain, snow, sea ice, marine heat and water storage, each a dated satellite or model product, over the Mediterranean.

交互式地图需要JavaScript；图层列表和来源见下文。

图层 2

气候信号

关于此图层
证据
观测（持续云层仍会造成缺口）
来源
VIIRS NOAA-20 3 级产品，8 日（NASA LANCE）
提供方
NASA LANCE
许可协议
NASA 开放数据
年份版本
8 日；卫星 8 日合成；持续云层仍会造成缺口
构建时的最新内容
2026-09-14
分辨率
约 1 公里网格
不确定性
截至所示日期的 8 天内地表的卫星表面温度，是一项热风险暴露指标；不是气温、热指数或高温预警。
可通过以下方式到达
gibs.earthdata.nasa.gov，仅在您允许加载实时地图后访问
关于此图层
证据
估计值
来源
GPM IMERG（NASA GES DISC）
提供方
NASA GES DISC
许可协议
NASA 开放数据
年份版本
每日；近实时卫星估算
构建时的最新内容
2026-10-12
分辨率
约 2 公里网格
不确定性
近实时卫星估算。卫星或模型栅格数据，按提供方发布的原样呈现。云层、条带缺口和反演误差会造成缺口和噪声；数值是指标，而非某地的测量值。
可通过以下方式到达
gibs.earthdata.nasa.gov，仅在您允许加载实时地图后访问
关于此图层
证据
Observed (clouds and night leave gaps)
来源
VIIRS NOAA-20 NDSI (NASA LANCE)
提供方
NASA LANCE
许可协议
NASA 开放数据
年份版本
daily; Satellite detection; clouds and night leave gaps
构建时的最新内容
2026-10-14
分辨率
约 500 米网格
不确定性
Satellite detection; clouds and night leave gaps. Satellite or model raster as the provider publishes it. Clouds, swath gaps and retrieval error leave gaps and noise; values are indicators, not measurements at a place.
可通过以下方式到达
gibs.earthdata.nasa.gov，仅在您允许加载实时地图后访问
关于此图层
证据
观测
来源
GHRSST MUR (NASA JPL PO.DAAC)
提供方
NASA JPL PO.DAAC
许可协议
NASA 开放数据
年份版本
daily; Satellite analysis
构建时的最新内容
2026-10-12
分辨率
约 1 公里网格
不确定性
Satellite analysis. Satellite or model raster as the provider publishes it. Clouds, swath gaps and retrieval error leave gaps and noise; values are indicators, not measurements at a place.
可通过以下方式到达
gibs.earthdata.nasa.gov，仅在您允许加载实时地图后访问
关于此图层
证据
观测
来源
GHRSST MUR25 (NASA JPL PO.DAAC)
提供方
NASA JPL PO.DAAC
许可协议
NASA 开放数据
年份版本
daily; Satellite analysis
构建时的最新内容
2026-10-12
分辨率
约 2 公里网格
不确定性
Satellite analysis of how far sea temperature departs from its usual value for the date shown; a marine heat indicator, not a 珊瑚白化 alert.
可通过以下方式到达
gibs.earthdata.nasa.gov，仅在您允许加载实时地图后访问
关于此图层
证据
Observed (latest month GIBS publishes)
来源
GRACE-FO JPL mascons (NASA JPL PO.DAAC)
提供方
NASA JPL PO.DAAC
许可协议
NASA 开放数据
年份版本
monthly; Satellite gravimetry; latest month GIBS publishes
构建时的最新内容
2022-07-01
分辨率
约 2 公里网格
不确定性
Satellite gravimetry; latest month GIBS publishes. Satellite or model raster as the provider publishes it. Clouds, swath gaps and retrieval error leave gaps and noise; values are indicators, not measurements at a place.
可通过以下方式到达
gibs.earthdata.nasa.gov，仅在您允许加载实时地图后访问

最新可用

NASA GIBS / EOSDIS · ASTER GDEM (METI, NASA) · Blue Marble (NASA) · © OpenStreetMap贡献者 (ODbL) · Natural Earth

正在加载最新的NASA影像。

拖动以移动。按住 Ctrl 或 ⌘ 并滚动、双指缩放或使用按钮缩放；悬停可查看指针下的数值；重置可返回该区域。

Climate signals, framed on the Mediterranean.NASA 发布的卫星和模型产品，各自标注日期。它们是指标，而非对任何地点的评估。

数据：NASA GIBS · ASTER GDEM · Blue Marble · © OpenStreetMap 贡献者 · Natural Earth · NASA EONET来源与许可

  • We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS). Colours redrawn from the published colour map; values averaged into H3 cells where shown (modified). NASA 开放数据
  • We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS). Colours redrawn from the published colour map; values averaged into H3 cells where shown (modified). NASA 开放数据
  • VIIRS近实时产品（洪水、地表温度、积雪覆盖、校正反射率），NASA LANCE；影像来自NASA GIBS。颜色依据已发布的色图重绘；在显示处数值按H3单元取平均（已修改）。 NASA 开放数据
  • GPM IMERG 降水，NASA 降水处理系统；由 NASA 戈达德地球科学数据与信息服务中心（GES DISC）分发；影像经由 NASA GIBS 提供。颜色依据已发布的色表重绘；所示之处的数值已平均到 H3 单元中（有修改）。 NASA 开放数据
  • GHRSST 4 级 MUR 分析，NASA 喷气推进实验室；由 NASA 物理海洋学 DAAC（PO.DAAC）分发；影像经由 NASA GIBS。颜色根据已发布的色图重绘；所示数值已平均至 H3 网格（经修改）。 NASA 开放数据
  • GRACE 和 GRACE-FO JPL 质量浓度解，NASA 喷气推进实验室；由 NASA 物理海洋学 DAAC（PO.DAAC）分发；影像经由 NASA GIBS。颜色根据已发布的色图重绘；所示数值已平均至 H3 网格（经修改）。 NASA 开放数据
  • ASTER GDEM 是 METI 和 NASA 的产品（ASTER Global Digital Elevation Model V003，NASA LP DAAC）；影像经由 NASA GIBS 提供。颜色依据已发布的色表重绘；所示之处的数值已平均到 H3 单元中（有修改）。引用格式：NASA/METI/AIST/Japan Spacesystems and U.S./Japan ASTER Science Team (2019). ASTER Global Digital Elevation Model V003. doi:10.5067/ASTER/ASTGTM.003. NASA 开放数据
  • 使用 Natural Earth 制作。免费矢量和栅格地图数据，见 naturalearthdata.com。 公有领域
  • © OpenStreetMap contributors (ODbL)，经由 NASA GIBS 提供（海岸线、边界、道路和地名）。颜色依据已发布的色表重绘；所示之处的数值已平均到 H3 单元中（有修改）。 ODbL
  • Blue Marble，NASA Earth Observatory；影像经由 NASA GIBS 提供。颜色依据已发布的色表重绘；所示之处的数值已平均到 H3 单元中（有修改）。 NASA 开放数据
  • 地球仪和平面地图上的背景信息：海岸线、边界、道路和地名来自 NASA GIBS 参考图层（OpenStreetMap 数据，ODbL，© OpenStreetMap contributors）；Blue Marble 影像可作为可选底图；3D 地形和高程读数来自 ASTER GDEM 高程色彩指数（5 m 至 200 m 分级，为便于辨识而作了夸张处理）。边界按已发布的样式绘制，不代表对任何领土的立场。
  • 地球仪：MapLibre GL JS 6.9.1，BSD-3-Clause，© MapLibre贡献者。
  • 实时事件：NASA Earth Observatory Natural Event Tracker（EONET）；事件仅供参考，并保留其原始来源链接。
  • 实时：NASA EONET。事件仅供参考，不是主管机构的预警。
  • NASA GIBS: We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS).
  • 空气质量预报，5 天，PM2.5（CAMS，经由 Open-Meteo）：包含经修改的 Copernicus 大气监测服务 2026 年信息。
  • 过去一年的每日气温（ERA5，经由 Open-Meteo）：包含经修改的 Copernicus 气候变化服务 2026 年信息。
  • 过去一年的每日气温和日照（NASA POWER）：这些数据来自 NASA 兰利研究中心（LaRC）POWER 项目，该项目由 NASA 地球科学/应用科学计划资助。
  • 天气数据来自 Open-Meteo.com (https://open-meteo.com/), 依据 CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). 授权。
  • 可选图层（图层列表中有 21 个来源：实时、预报、观测和背景）在开启时会在地图上和此处注明其提供方；预报是模型输出，派生指数是估算值。

图层与日期

  • 地表温度，日间，8 天合成：VIIRS NOAA-20 3 级产品，8 天，NASA LANCE · 2026 年 9 月 14 日
  • 降水率，日均值：GPM IMERG，NASA GES DISC · 2026年10月12日
  • 积雪覆盖：VIIRS NOAA-20 NDSI，NASA LANCE · 2026年10月13日
  • 海冰密集度：GHRSST MUR，NASA JPL PO.DAAC · 2026年10月12日
  • 海面温度距平：GHRSST MUR25，NASA JPL PO.DAAC · 2026年10月12日
  • 月度蓄水异常：GRACE-FO JPL 质量块解，NASA JPL PO.DAAC · 2022年7月

04主题

主题、方法与衡量指标、争论以及相关机构

该领域及其范围

For climate analysts, risk modellers, planners and advisers who need to read a projection, an attribution statement or a reanalysis field and know its scenario, its model spread and the confidence it carries.

05方法

从一度升温到重现期的变化：分布偏移如何把罕见的极端高温变成常见现象

Global warming shifts the distribution of local annual maximum temperature by an amplified amount; the heat level that once returned every 100 years then returns far more often; the probability ratio between the two climates is what attribution reports, and the new return period is what an adaptation standard must use.

来源： Philip et al., A protocol for probabilistic extreme event attribution analyses (2020); IPCC, Climate Change 2021: The Physical Science Basis, Working Group I contribution to the Sixth Assessment Report (2021); Shepherd, A common framework for approaches to extreme event attribution (2016); Morice et al., An updated assessment of near-surface temperature change from 1850: the HadCRUT5 data set (2021); Coles, An Introduction to Statistical Modeling of Extreme Values (2001).

06概览

概览，含 5 个相关主题

Climate science, variability and change at a glance

risksacademy.comearth-environment学科

Climate science, variability and change: 0 primary courses open, 4 in preparation and 5 also taught here, across 9 subtopics and 5 connected disciplines. Courses: RAF-110 L1 in preparation, RAN-336 L2 in preparation, RAN-363 L2 in preparation, RAT-234 L2 in preparation, RAN-329 L2 also taught here, RAN-330 L2 also taught here, RAN-335 L2 also taught here, RAS-410 L2 also taught here, RAT-227 L2 also taught here.
Climate science, variability and change at a glance
  • Open, 0
  • In preparation, 4
  • Also taught here, 5
  • Subtopics, 9
Drawn as a scenario fan: each course is a branch from today, in study-level order. The widening is the form of the figure; it forecasts nothing.Course codes from the curriculum; study levels L1 to L4.
孪生构建器为任意地点构建孪生实例：卡萨莱蒙费拉托的波河与韦尔切利稻作平原 · 5 个生成器 · 14 个图层 · 3 个工具
07实验

该主题在实验室中的实践方式

08控制台

How Climate science, variability and change is taught, as a process you can run

Press Play to run this process from this page’s own data.

09实践

实践、学习与关联

技术如何助益及其带来的风险

10参与

参与地球与环境科学

从您的身份出发。

11参考文献

核心参考文献与入门起点

Start with IPCC, then Hawkins, then Hausfather.

12常见问题

问题、解答与关键术语

在这里学习免费吗？
是的。由Nexus Consortium领导的Risk Academy的所有课程和学习材料均可免费学习，可自定进度或随学习小组进行。常规参与不收取费用；有偿工作、实习和研究员项目另行安排。
完成一门课程能获得什么？
完成记录包含：课程、版本、日期和所评估的内容，默认私密，由您自行分享。它可累积为学科、系和项目层面的成就。记录载明所学习和评估的内容，不证明能力；它不是执照、职称或雇佣身份。
数据和地点从何而来？
每个学部均基于以开放数据构建的真实地点数字孪生开展教学；每个图层均注明提供方、许可和日期，Academy上的每项结果均注明来源。地图和图表是教学用指标，绝非对某一地点的评估。
How do I take part beyond the courses in climate science, variability and change?
组建由三至七人组成的能力小组，学习共同路径，在国家工作组中承担受监督的任务，或带领您所在机构的学员群组加入。 面向机构.

关键术语

术语

气候变率

气候在数月至数十年时间尺度上围绕其平均状态的变化，例如 ENSO。

术语

共享社会经济路径

与排放情景结合使用、驱动气候预估的未来社会情景叙述。

术语

降尺度

从粗分辨率全球模式输出中导出局地或区域气候信息的方法。

术语

事件归因

The assessment of how climate change has altered the likelihood or intensity of a specific extreme event.

报告贡献

从本页贡献证据。

Reports is the Consortium’s quarterly publication. What you know about this subject can become evidence, a case or a correction in the next edition, credited to you and published under CC BY 4.0 where it is your own work.

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