科学技术数据：供ICSU参考的意见

关于统一CODATA/WDC系统和FAGS数据机构的问题

国际科学联合会理事会世界数据中心专门委员会

(1992年8月）

1 引言

自1989年6月，国际科学联合会理事会(ICSU)平价和优先常设委员会(SCAP)在回顾科学与技术数据委员会(CODATA)、世界数据中心(WDC)专门委员会(Panel)和天文与地球物理联合会(FAGS)的工作时，讨论到加强ICSU的数据活动，提出如下问题: 是否有必要建立一个新的ICSU数据机构以分发范围广泛的数据资料，并且在ICSU范围内起到比已有三个相互独立的数据机构更广泛的咨询和活动中心的作用。

这个总目标提出了好思路，但还需看能否在不损害三个数据机构的目标、国内与国际组织间的联系、活动和经费来源的情况下完成，这三个机构各有不同的历史、不同的成员、不同的运行方式和筹资方式。

为了便于ICSU执行局的讨论和为拟于1992年9月21-22日召开的三个机构与ICSU的会议制定计划，WDC专门委员会提出这一讨论稿。虽然可能与SCAP的观点不一致，我们仍大胆地提出，要特别注意在我们完成这些目标的同时，维持三个组织的特点和活力，他们只在最基本的方面存在交叉。

2 WDC系统

2.1 在国际地球物理年中初创

世界数据中心(WDC)系统于1955年为支持国际地球物理年(IGY)而创立，是由ICSU主办的第一个多学科处理数据的实体。它由IGY专门委员会(CSAGI)建立，以保证在IGY中从世界范围各个相关学科所获得的基本观测数据能够被国际社会永久地用于科学研究。关于数据交换的详细建议由CSAGI代表和学科工作组拟订，CSAGI制定了有关数据收集、交换、存档、发布和使用的基本规则，在IGY年报第二、七、十卷中很好地表述了WDC系统的组织形式。有意思的是CSAGI非凡的预见性：在布鲁塞尔1955年的建议中提出数据中心应将数据处理成机器可读的形式——当时是穿d孔卡带。CSAGI及其ICSU组织中的后继者随后建议将WDC系统用于国际地球物理年以后的数据工作，由此，形成常设机构。

各国地球物理年委员会被要求建立并运行一个或多个学科的“世界数据中心”，由所在国负担费用，并同意遵守CSAGI所制定的规则。国际协调工作由设在布鲁塞尔的地球物理年秘书处的分部————IGY执行协调机构进行，其经费来自ICSU和成员国。美国和苏联建立了包含所有学科的综合中心(分别是WDC-A和WDC-B)，同时，许多学科建立了覆盖三分之一甚至四分之一的学科面的学科中心(WDC-C1在西欧，WDC-C2在日本或澳大利亚）。多个中心被认为适于防止数据灾难性丢失，并为观测数据的提供者和使用者提供便利条件。

2.2 国际地球物理年之后的WDC系统

自IGY以来，基本的运行方式在继续使用，WDC系统的协调和更新已由ICSU特别委员会监督，自1968年起由ICSU的WDC专门委员会执行监督。WDC系统在地球物理年成功的数据管理中的最有意义的成果是：他们对不断发展的地球物理研究已必不可少，特别是在满足由IGY所引出的许多新计划的数据需求方面。多数支持IGY WDC系统的国家同意长期持续下去。一些IGY领域被加强，如日-地物理新学科；增加了一些新的WDC机构以服务于地球物理的新领域，如板块构造学和海洋地质学。国际地球物理年时期的WDC系统的另一个重要贡献是成功地启动了各国建立国家数据中心(NDC),在规模上已远远超出了WDC系统本身，并变成了所在国自己的机构，而在地球物理年之前，这样的国家中心才只有几个。

WDC系统和支持其工作的国家数据中心的成功，与IGY数据服务要求迥然不同的新的ICSU计划以及许多获取数据的新渠道，在探讨当前WDC系统状态及其可能继续充当的角色、ICSU的现行数据咨i旬和运行需求及其机构时，都是必须要考虑的因素。

2.3 目前状况和经费来源

目前有四十几个WDC机构，包括1988年在中国新建的中心(WDC-D)。几乎所有这些中心都在一定程度上与国家中心有联系，难以估计他们由此而增加的支出。然而，根据WDC-A在美国的经验，我们可以保守地估计WDC的经费支出大约是国家中心总支出的5-10%。每年各国国家中心和数据处理工作的总经费大约为每年1.5亿美元；美国的经费支出大约是每年5000万美元(国际地球物理年期间每年在百万美元量级上)，这意味着各国国家机构每年支出750-1500万美元维持WDC机构和相关的国际义务。这里提出的非常粗略的数字证明了经费问题的重要性，并证明需要完善的数据管理。

2.4 世界数据中心的作用

以在美国的WDC-A为例，挂靠国家地球物理数据中心和世界数据中心的国家机构非常严肃地履行他们数据管理的职责，他们的活动包括：

(1) 收集数据和信息并编入目录；

(2) 为小尺度、地区性和全球性多种类的地球物理研究编辑数据集；

(3) 维护数据介质（纸、书、胶片、磁带等），使其状态良好；

(4) 通过拷贝和发布数据使其成为可获取的资料(作为WDC的工作，只收取最少的拷贞费用)；

(5) 用从表格转换到数字的方式保护重要的老数据；

(6) 使大数据集可用于像CD-ROM这样的存储介质，由此给使用者一条经济有效的收集大量数据的渠道，并可在他们自己的实验室中按需要重新编辑数据；

(7) 编辑“数据产品”，如，将多渠道汇集的数据结合在一起，导出地球物理指数；

(8) 编辑地球物理模型（如，地磁场要素和高层大气参数，它们都随时间和空间的不同而变化）；

(9) 维护和更新与上述活动相关的在线信息服务。

虽然从WDC系统传送给使用者的大量数据中的一些有长期功效，这些服务仍是相当昂贵的，因此，需减轻WDC系统的日常职责并使其能承担进一步的革新发展。总之，WDC和NDC的经费水平不足以支持社会所需的全部数据的管理工作，但他们仍然在许多方面跟上了迅速发展的技术。

2.5 ICSU WDC专门委员会的经费

历史上，ICSU拨给WDC专门委员会每年几千美元的少量经费，主要用于维持专门委员会会议和出版“IGY学科国际数据交换指南”。在过去的三年中，ICSU提供的补助金从1990年前的每年3000美元增加到1992年的12000美元，这些经费允许Panel向少数试验性数据计划提供起动经费，在技术手段方面给予援助，支持更多的成员参加与数据相关的会议。

ICSU承认WDC系统，向其协调工作提供国际经费和为一些计划提供起步经费这一事实，对维持其在国家机构中最低的支出水平是必要的。特别地：

现主席能够获得大约每年15万美元的美国经费，支持与专门委员会活动相关的日常工作，特别是支持在IGBP数据工作中专门委员会的建议和活动，如，激励和侧重支持一些探索性的IGBP数据计划。
主席、秘书和助理秘书所在的研究机构支持专门委员会的通信、文件的准备和邮寄、电子邮件和出版准备等。

我们认为靠自愿捐助维持的WDC系统的健康发展是至关重要的。从2.3节的粗略数字可见，WDC系统每年的总支出超过ICSU年支付经费的1000倍。

3 二个数据机构及与其它ICSU机构的工作关系

3.1 FAGS

FAGS系统成立于1956年，与WDC系统所覆盖的学科领域相近，但功能却有很大的差异。FAGS学科中心致力于处理大量数据以将信息内容缩减成重要的指数和摘要，以描述池球科学的动态特性。将原始资料存档并使其可为用户使用不是FAGS中心的主要职责。WDC和NDC的活动仍然有一些交叉重合，一些FAGS中心也是WDC的学科中心，或至少与WDC系统有紧密的合作关系。在2.4节中所列出的WDC的一些活动（例如a、e、f、g)也是FAGS特有的活动。

FAGS中心预算(从ICSU)大约为每年65000美元，用于支持FAGS机构日常经费之外的特别活动，如专家来访、持殊研究、特别计划等。FAGS也由其所属的国际天文学联合会(IAU)、国际大地测量与地球物理联合会(IUGG)、国际无线电协会 (URSI)支持，FAGS各国家机构总的运行费闬与WDC系统的支出大体相当，这里需注意的是：FAGS的机构数（10个）比起WDC系统40个机构要少得多。

不论WDC系统还是FAGS都不支持需支付薪金的秘书处，各国的成员机构也不支付用于协调系统的管理费用。他们有时举办技术性会议，但比CODATA两年一次的科学会议规模要小得多。

3.2 CODATA

CODATA于1966年成立时，其章程覆盖范围相当广泛，但实际上CODATA的工作集中在汇集和检查物理和化学常量的精度（可靠性）、化学物质和生物的特性及材料的力学性质。CODATA有时也尝试进入随时空变化的数据领域，如，CODATA实施了一项对各种遥感地球表面特征的能力进行对比分析的试验性计划，并出版了一些地球物理数据的实用性系列目录。在地球物理数据领域，CODATA做的一项有益的工作是与IUGG的国际气象和大气物理联合会(IAMAP)合作评估在臭氧破坏过程中关键化学反应最可能的速率常数。目前，CODATA正在调查对IGBP数据需求可以给予的技术支持，有少数国家委员会热心从事IGBP所需的工作。

CODATA从成员国和每两年一次的会议中得到经费，每年得到的总数约为35万美元，因而能够维持在ICSU巴黎总部的一个专职秘书处，并定期出版刊物（快讯、简报、特别刊物等）。

3.3 ICSU的科学机构

根据TCSU WDC的原则，WDC按ICSU的科学联合会(如IUGG、URSI、IAU、IUGS)和组织国际计划的ICSU科学委员会(包含数据收集、存档和交换）（如日-地物理科学研究委员会(SCOSTEP)、空间研究委员会(COSPAR)、海洋科学研究委员会(SCOR)、南极研究科学委员会(SCAR)、IGBP)的要求收集数据并可供应用。最近几十年来，WDC专门委员会在推动扩大这些组织国际数据交换的社会共识方面取得了不同程度的成绩。如：国际地磁和高层大气物理学会(IAGA)和URSI合作帮助更新电离层和地磁学数据交换指南，这是近年被全部修订的唯一的一部指南；

全球大气研究计划(GARP)和世界气候研究计划(WCRP)制订了完善的数据管理方法；
对国际岩石圈计划(ILP)，设立一个数据管理工作组；
国际海洋物理学会(IAPSO)和SCOR将数据问题委托给政府间海洋委员会国际海洋资料交换委员会(IOC IODE)，现在IOC IODE与ICSU WDC系统有着密切的合作关系；
IUGG/国际水文学会(IAHS)/国际冰雪委员会(ICSI)提供一些冰川、雪、冰数据的指导（这也是FAGS的服务内容）；
SCOR已经在数据方面组织了一个工作组，但还只有极少数的区域数据中心 (如，南极）；
COSPAR否决了审查卫星数据交换需求的建议；
IUGS数据工作组为制定地质数据交换准则提供了帮助，但在1989年华盛顿地质大会上的一次会议之后，还没有行动；
IGBP最近再次采取行动，就一些计划的数据需求提供指导，现在已邀请WDC系统考虑建立新的WDC机构以满足IGBP的需要，这是从地球物理年演化而来的现存学科中心不能满足的。显然，系统中缺少古气候、水文学、大气化学以及对生物圈-大气圈相互作用研究起重要作用的地表特性等学科中心。

3.4 WDC数据交换指南

作为3.3节中引用问题的结果，自国际地球物理年始，“数据交换指南”首先由专门委员会或各个WDC中心起草，然后送交ICSU机构审查和最后通过。在这些机构中的少数同行帮助作了审查工作，但机构本身并没给予多少注意。在80年代，专门委员会研究了一个计划，用全新版本更换所有过时的学科指南，如上所述，这被证明是一个艰巨的任务，甚至对那些数据已经标准化和格式化的领域（如电离层和地磁学），所以只出版了少数新指南。WDC指南的全部问题和他们在现代科学舞台所扮演的角色，都需要重新认识。

4 合并还是不合并

4.1 集中服务，怎样筹措资金

CODATA文件提出了集中管理、专职服务可能的优点。象上面指出的，无论FAGS还是WDC系统都没有将ICSU的经费用于这方面的服务，他们依赖于寻找所在的研究机构愿意提供一定程度支持的工作人员，这不是完全令人满意的方式，可能因为不能得到所在单位的必要支持而将非常好的候选者排除在外。然而，比起在集中的秘书处工作，一些科学家更喜欢在其所在的研究机构基础上工作。

而且还有更多的基本问题，无论FAGS还是WDC系统都没有国家会员和与之相关的收入去支持集中的秘书处，大多数国家（不是所有的）FAGS和WDC所挂靠的单位同时也是CODATA组织的一员，各个国家委员会是否同意增加他们的经费负担以平衡增加的开支呢？他们能否同意为随时空变化的地球物理数据增补专家？

既使他们同意这么做，又根据什么进行经费负担分配？是寄希望于从各国FAGS或WDC服务中得到捐助经费吗？或从FAGS或WDC所在的单位获得？前者将违反ICSU一贯原则，即所有国家的科学家都可仅用拷贝费用和寄送所需的最少费用得到WDC服务，而后者将意味着因主办国用他们自己的经费向国际社会提供服务而负担沉重，这是不合理的，必定会引起国家管理当局取消他们的WDC或FAGS机构挂靠单位的国际义务，至少对一些有关的小国是这样。任何增加WDC系统协调机构预算负担的建议，都将遭到反对。

4.2 CODATA的经验与WDC的数据类型

如3.2节所讨论的，CODATA已经具有相当宽广的物理常量及标定等的技术专长，但除少数例外，CODATA体系对地球物理数据的特殊性质一大数据流、时空差异大、数据量持续增长等专长非常有限。凡是CODATA的科学家需要经验的领域，也正是FAGS和WDC具有活力的领域。在更正规的基础上通过交换知识和经验使各学术团体相互联系，可能产生有益影响。

形成对照的是，WDC拥有许多层次的数据，从原始的仪器观测记录到派生出的地球物理的大量数据（通常与空间、时间相关），到通过多种分析处理的简明数据集和从原始观测导出的太阳-地球物理指数。也有描述性的信息（标定、检验、计算机软件说明，甚至有对科学家的评价）。

4.3 俄国的观点

WDC专门委员会执行局的俄国成员认真分析了这个问题并提出一份备忘录： “数据这个概念，是ICSU专门委员会和CODATA之间的唯一共同联系。由观测网、天文台、探险及卫星收集和积累数据的过程，完全不同于实验室研究的过程。正是由于这些运行中的差异和ICSU专门委员会所详细阐述的问题，使得他们如此特殊。并且，ICSU WDC专门委员会与各中心为需要特殊管理的地球物理和环境计划系统奠定了基础。这一系统与CODATA合并将产生严重后果，因此将断送在国际组织和各国之间有关WDC数据存储和使用所建立起的责任和协议系统，而这个系统在过去的35年中一直发挥着作用。”

4.4 名称是什么？

自IGY以来，WDC的名字对于各国机构为他们的WDC活动寻求国家支持已是重要的部分，如果WDC的名字消失了或淹没在一个新的组织中，那么国家数据中心和他们的共同发起者如何维持他们的国际义务？他们又怎样维持最低的经费需求，以应付数量和复杂性不断增加的地球物理数据的收集、存储和便于使用的工作呢？

4.5 数据交换的标准

如果数据交换的国际标准（如在WDC指南中制定的）不被继续采纳，是否会有违反双边协议的危险？是否会增加地球物理数据的商业化倾向（5.5节）？这个倾句现在已引起广泛的关注。

4.6 WDC的人员如何工作

任何一个由ICSU改组的组织都应该谨慎地保持ICSU非官僚机构的好传统。无论谁在WDC系统工作都不需ICSU支付薪金，他们中的大多数因承担的国际责任和义务而加重了自己的工作负担，许多人因工作占去了他们的“业余”时间，总的说来，人们是愿意这样做的，促使他们这样做的动机是，他们认识到这项工作的价值。显然，ICSU的经费使用必须有合适的原因，机构的运行方式必须尽可能的简单和方便，如果机构的工作成为他们的负担，有关的科学家就可能放弃这项工作。

5 当前的问题和新的机遇

人们应当看到在组织机构问题之外新的需求和挑战的确切所在，问题是：我们的数据工作应该怎样为ICSU、整个科学界和全世界的人们服务？ “合并或不合并”问题就能从其前后关系中分析清楚。现在我们讨论WDC机构所面临的问题。

5.1 监测网络

一些地球物理研究要求不间断地观测，这些观测是通过为每个特定的地球物理过程所设计的全球网络进行的，例如，地球磁场（内部的和外部的）和电离层。

预算管理者总是问：为什么我们需要X个台站？为什么X的半数（或其它的数目）不能起到同样的作用？为什么许多台站不能设在同一位置？为什么我们必须不间断地观测宇宙射线？为什么一颗卫星不足以观测太阳活动？等等，过去，如IAGA和URSI，经常采取措施详细说明为什么维持观测网的运行对科学研究是必要的，这些观测网似乎处于衰退状态。如果ICSU的科学机构不能继续提出对数据和数据交换的明确需求去研究大尺度过程，那么全球台站网络将变得比现在更加艰难。如果台站网络能祓维持，WDC可以主要集中在监测数据方面，交给国家数据中心和双边协定通过特定科研计划去收集和使用数据。

5.2 太阳-地球物理数据的实际应用

新类型的信息正变得更重要，而在传统地球物理概念里他们不是真正的数据。自然界日-地事件的结果给出了一些例证，如空间飞行器的故障（暂时的或者有时是永久的）、动力系统、无线电和电缆通讯的干扰等。短期报告和预报是FAGS的责任，而一些WDC机构监测新到的数据并跟踪相关的事件，由此提供有实际价值的信息。怎样才能使其具有更大的价值？ WDC和FAGS可共同探讨这个问题。

5.3 长期环境监测

WDC的许多类型的数据与全球变化有关，太阳数据、地磁记录和电离层资料分别延续了250年（一些资料从古代开始，如日月食和大规模的极光事件）、150年和60年以上，这些和许多其它类型的数据与不断变化的地球系统的不同部分的长期监测有关。有这样的例子，或者因为灾害事件，或者因为新发现了一些以前未知的长周期事件，有些老数据突然变得很重要。我们必须使预算的控制者理解：所有的数据都能有新的价值。因此我们必须精心地为数据存档并使其便于使用。此外，WDC系统必须不断地寻找那些很少被人所知的、可能已受到危害的数据，这些数据在经过细心的标定和解译后可能对长周期研究有价值。

5.4 新的观测系统

随着全球环境科学、地球系统科学和气候及气候预测变得更加重要的形势，数据系统必须处理新的数据类型。基于大规模卫星系统或自动地面台站可能补充乃至取代常规观测系统做为大气和海洋的基本观测源，新的全球观测系统正在发展中。寄希望于卫星发射机构在未来成为主要角色，但一般这些机构没与ICSU机构建立起紧密联系。对全球气候变化方面的关注和第二次气候大会[世界气象组织(WMO)/国际科学联合会理事会(ICSU)，1991]的成果已经启动了全球气候观测系统(GCOS)和并行的全球海洋观测系统(GOOS)的研究。这些系统获得的数据主要为实时和短时延迟的工作使用：天气、海况、某些有限的气候研究和变化监测。数据的再处理或收集迟到的数据以填充空缺，对满足研究需求是否可行，仍然有待于观察。ICSU WDC在大规模数据与GCOS和GOOS获得的有价值的较小规模数据的联系中应起什么作用呢？

5.5 数据的商业化

作为支付观测系统费用的一种方式，正在增长的趋势是对地面和卫星观测系统获得的数据及产品定出出售价格。一方面尝试对一些类别的“具有商业价值”的数据以优惠价格提供给真正的研究工作，以防止将其进行商业使用，这个程序是很烦琐的。它也阻碍了科学家从事的依赖必须用现金购买数据的研究工作计划。在一些领域已经取得了成功 (如地磁数据），但仍存在着严重的问题，即许多要求必须在发展中国家获得的关键数据 (特别是地磁学），对这些国家自身却没有什么用处，而且维持观测站也很困难。另外，与此相关的问题是，有些数据在一些国家涉及安全问题，因此不愿意全部发布。

如果“为数据付款”的政策被采纳，其结果将是资金在机构之间的循环流动-花费大量管理费用和科学家的时间--并没有产生任何有用的“新钱”。ICSU应尽力消除数据 “商业价值”的问题。

6 结论

所有的三个ICSU的数据组织在为ICSU体系服务中都有长期成功的传统，他们也面向未来，特别是IGBP和日-地能量研究计划(STEP)提出的要求在最近的十年中必须实现。对ICSU来讲，采取积极步骤保证所有类别的科学数据的恰当收集、分析、归档并供全世界的科学界使用是非常重要的。WDC专门委员会、FAGS和CODATA都有各自与众不同的角色。

在环境和地球物理数据领域，特别是与时间和空间相关的数据，WDC和FAGS的数据分析服务系统有使用现代数据处理技术处理、存储、提取和显示数据的丰富经验。CODATA主要的经验是在科学常量领域和不随时间、空间变化的其它类型的信息方面。FAGS的服务和WDC活动有许多共同点，但它们与CODATA的活动有很大差异。对任何合并CODATA、FAGS和WDC的形式可能带来的集中共同服务的好处，要给以慎重对待，这些合并形式将产生许多问题，主要是不同的结构和筹资方式。合并的机构由管理部门驱动而不是由科学驱动，将是冒险的，可能破坏他们长期形成的特色，而这些特色是他们的宝贵财产。

三个组织不同的经费模式意味着牵连大范围的经费问题，对任何合并都必须非常仔细地斟酌。FAGS没有直接使用ICSU的补助，仅有很少的ICSU经费用于管理WDC专门委员会，FAGS和WDC的科学活动从各国获得的经费支持远远大于ICSU给予的资助。如果这个很有利的“杠杆”由于重新组建机构而被损害，那么，虽然可能在ICSU总预算中表现出小额收益，但国际科技界将是输家。

虽然认识到合并可能有少量有利因素，最近与WDC系统协商拟议中的合并时仍引起不安。WDC系统中的普遍意见是：ICSU还没有找到合并的恰当形式。1992年9月会议的有益的结果可能是创建一个小型的和运行经济的ICSU/FAGS/WDC/CODATA联络委员会，在执行ICSU与数据有关的计划时，推动他们在更大程度上进行合作。

7 结语

为支持十年前还不存在的全球性科学计划，对现行的数据管理、存档、质量控制和提取工作提出了新的需求，ICSU能够促进WDC系统的进步，以满足这些新要求。需要增加的投入，绝大部分将来自各个国家（或几个国家联合的）的机构，但ICSU能帮助实现这一目标。获得了这些投入后，我们相信WDC系统将能承担起新的责任。无论最终决定的ICSU机构方式是怎样的，ICSU的审议都应考虑到如何面对今后数十年里许多数据问题的挑战。

[张金东译蒋宏耀校]