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撰文 | Patrick Funk  薛瀾  梁正等

翻譯 | 陳海諾    

審校 | 梁正  余振

責編 | 蔣海宇

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由于數(shù)據(jù)共享與合作的形式多樣，為了闡明此文的觀點，我們首先需要明晰數(shù)據(jù)共享的不同形式。數(shù)據(jù)共享（data Sharing），指的是一個組織的成員們，為一個明確目的，所進行的數(shù)據(jù)交換。數(shù)據(jù)共享的形式會隨著涉及的研究人員及其所屬機構(gòu)的數(shù)量的差異而有很大不同。一個數(shù)據(jù)共享項目不一定會向公眾公開數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)公開則是數(shù)據(jù)共享最極端的形式，因為它將數(shù)據(jù)獲取的權(quán)限開放給所有人。除了數(shù)據(jù)公開和僅含兩個對象的封閉數(shù)據(jù)合作之外，還存在一種數(shù)據(jù)共享俱樂部（data-sharing club）的形式，其成員通常基于一系列既定的共有原則上進行數(shù)據(jù)共享。從歷史上看，致力于解決像空氣污染這種復雜問題的國際合作，通常都是從一個小組織開始，之后隨著項目的發(fā)展而不斷擴大。相對于單個組織的自行研究調(diào)查，數(shù)據(jù)共享能夠幫助回答更多、更復雜的問題。不過，如果沒有合理的激勵機制，數(shù)據(jù)共享可能會與學術(shù)界傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和所有權(quán)的文化標準產(chǎn)生沖突。美國休斯頓治理空氣污染的經(jīng)驗是一個典型的案例，它在不公開數(shù)據(jù)的前提下實現(xiàn)了有效的數(shù)據(jù)共享，我們將會在后文中詳細討論。

數(shù)據(jù)匯集（data pooling）所建立的數(shù)據(jù)庫，不用于特定研究和政策目標，而是讓數(shù)據(jù)庫成員（在極端情況下，甚至讓公眾）能夠隨意訪問其中的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)匯集可以被認為是數(shù)據(jù)共享的一種更復雜的擴展形式。在良好的執(zhí)行情況下，數(shù)據(jù)匯集可以確保數(shù)據(jù)的有效性和一致性。通過利用共享資源，數(shù)據(jù)匯集也可以幫助人們回答更復雜、更深遠的問題，也有利于解決人們在科學認知水平提高后提出的新問題，從而帶來新的知識。然而，數(shù)據(jù)匯集一般很難實現(xiàn)，因為它要求所有參與者分享數(shù)據(jù)，但他們可能已經(jīng)習慣了獨享數(shù)據(jù)以實現(xiàn)個體利益的最大化。而且，它還需要大量的維護和管理來確保數(shù)據(jù)始終有效。由遠程跨境空氣污染公約（CLRTAP），及氣霧、云和微量氣體研究平臺（ACTRIS）創(chuàng)建的數(shù)據(jù)庫，都是數(shù)據(jù)匯集的典型案例，我們在后文將對它們進行討論。

當時，在中美貿(mào)易和南海問題爭端升級的背景情況下，美國白宮科技政策辦公室主任John Holdren和中國科技部部長萬鋼，于2016年6月5日開展了中美創(chuàng)新對話，討論雙贏的合作機會。雙方討論的重點之一便是關于數(shù)據(jù)共享和合作研究在應對氣候變化和空氣污染中的作用。

2005年，大氣中小于2.5納米的顆粒物（PM2.5）和臭氧，共造成大約450萬人過早死亡。黑碳作為PM2.5的組成部分之一，是全球變暖的主要誘因，其作用僅次于二氧化碳。減少這些污染物不僅會提升空氣質(zhì)量，還會減緩氣候變化的速度和程度。要解決這個問題，數(shù)據(jù)共享是關鍵。人們對社會問題的認識很大程度上受制于公開數(shù)據(jù)的規(guī)模大?。喝绻麛?shù)據(jù)不能反映整體形勢，或者數(shù)據(jù)之間沒有關聯(lián)，依靠這些有限數(shù)據(jù)進行的研究，很可能帶來錯誤的結(jié)論。例如，在解釋臭氧層空洞時，氯氟烴假說曾受到許多科學家和決策者的質(zhì)疑，但從不同尺度和平臺收集得來的數(shù)據(jù)最終驗證了該假說，新的應對政策也才得以產(chǎn)生。

盡管數(shù)據(jù)共享和匯集的優(yōu)點顯而易見，中國在這方面仍面臨諸多系統(tǒng)性的障礙。比如，中國以往收集的空氣污染數(shù)據(jù)，多數(shù)是失真的，而且大部分數(shù)據(jù)公眾無權(quán)獲取。此外，科研人員的晉升和學術(shù)評價標準方面的要求也無形間打壓了他們共享數(shù)據(jù)的積極性。例如，以第一作者或通訊作者發(fā)表的科研文章是科研人員獲得晉升或長期任職的重要條件，但是一篇文章通常最多只有三個作者能夠成為第一作者或通訊作者，而數(shù)據(jù)分享一般都以第一作者為條件，這就打擊了科研人員共享數(shù)據(jù)的積極性，即使是合作發(fā)表也并非有效的解決方案。

為了最大限度地利用可發(fā)表的數(shù)據(jù)為自己獲益，研究者和研究機構(gòu)一般不會愿意共享數(shù)據(jù)。由于高質(zhì)量的空氣監(jiān)測設備由不同的組織所有，而空氣污染分析又需要各地區(qū)不同地點的高質(zhì)量數(shù)據(jù)，中國只有克服數(shù)據(jù)共享和協(xié)作上的阻礙，才能更好地減少和遏制空氣污染。

僅僅克服數(shù)據(jù)共享及協(xié)作這一問題還遠遠不夠。正如加利福尼亞空氣資源委員會（California Air Resources Board）和休斯敦空氣質(zhì)量管理部門的經(jīng)驗所表明，科學家們還必須聚集起來，依靠積累的共享數(shù)據(jù)，幫助政府進行決策。如果沒有這種知識轉(zhuǎn)移，政策制定過程很容易被誤導，帶來災難性的后果。最后，分享和使用數(shù)據(jù)，也會對數(shù)據(jù)收集本身有所助益。

面臨這些挑戰(zhàn)的不僅僅只有中國。國際上的空氣質(zhì)量研究中，強制的數(shù)據(jù)共享協(xié)議仍是比較新穎的舉措。在1950年，世界氣象組織（WMO）已經(jīng)開始通過匯集天氣、氣候和水等領域的數(shù)據(jù)，以加強國際間的合作。這些早期舉措面臨不少問題，因為公布數(shù)據(jù)的過程沒有經(jīng)過檢查和權(quán)衡，其質(zhì)量參差不齊，難以用于研究。

WMO把全球大氣監(jiān)視計劃（Global Atmospheric Watch）作為一個高質(zhì)量的數(shù)據(jù)共享項目，至今仍對公眾開放。遠程跨境空氣污染公約簽署于1979年，由歐洲監(jiān)測和評估計劃（EMEP）實施，它創(chuàng)建了一個共享的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡來幫助解決各國的空氣質(zhì)量問題。1983年，為了研究對流層化學及其對美國的影響，NASA建立了全球?qū)α鲗訉嶒?/span>（GTE）。GTE強制規(guī)定把加入數(shù)據(jù)管理協(xié)議作為得到研究資金的必要條件之一，以此確保數(shù)據(jù)在項目資助方之間共享，以及資金被用于數(shù)據(jù)管理。該實驗實地數(shù)據(jù)的收集于2001年結(jié)束，但其數(shù)據(jù)至今仍對公眾開放，顯示了數(shù)據(jù)匯集和公開的巨大潛在價值。

成立于1997年的Eionet，是歐盟國家及其合作國家的一個數(shù)據(jù)聯(lián)盟，用以收集、共享和研究環(huán)境數(shù)據(jù)。2011年創(chuàng)建的ACTRIS是為了將2000年前的一系列項目（不包括Eionet）合并到一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡中。ACTRIS由歐盟委員會資助，由成員國代表共同管理。ACTRIS在網(wǎng)絡管理中擁有一套數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)報告的標準（包括位置、儀器、不確定性/百分數(shù)等），以保證整個網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

很多頂級期刊也將數(shù)據(jù)共享納入其出版要求中?！蹲匀弧返恼咭?guī)定：“在《自然》期刊中發(fā)表的文章，作者須向讀者無條件公開研究材料、數(shù)據(jù)、代碼和相關協(xié)議?！比欢趪H上, 數(shù)據(jù)共享仍然任重道遠，比如美國也還沒有類似ACTRIS的平臺。此外，盡管美國國家科學基金會（NSF）當前要求空氣質(zhì)量監(jiān)測項目需分享并最終公開數(shù)據(jù)；但歷史上，他們并不允許此類項目參與到數(shù)據(jù)管理當中。

國際上已經(jīng)有很多先例關于科學家如何為決策過程提供幫助，以及科學家和政府監(jiān)管機構(gòu)共享數(shù)據(jù)的實踐如何最終完善空氣質(zhì)量政策。在美國，加利福尼亞空氣資源委員會（CARB）在推廣和資助空氣質(zhì)量研究方面已經(jīng)有很長的歷史，他們在改善全州空氣質(zhì)量方面的成績常常在美國名列前茅。

20世紀中葉，洛杉磯的空氣污染十分嚴重，其糟糕情況甚至堪比北京現(xiàn)在空氣質(zhì)量最差的時候，年平均PM10達到約150μg/ m³，臭氧峰值超過600 ppb 。而基于氮氧化物（NOx）對臭氧空洞和PM2.5的影響的研究結(jié)果，CARB在全美設立了首個機動車NOx標準。由于這些舉措以及隨后對排放的有效控制，洛杉磯現(xiàn)在的空氣污染水平已經(jīng)下降到當時的四分之一以下，盡管洛杉磯現(xiàn)在的人口已經(jīng)增加了一倍，車輛里程增加了四倍。在整個加利福尼亞州，僅在過去的23年中，因暴露于主要有毒空氣污染物而導致的集體性癌癥風險下降了76％。中國政府機構(gòu)與學術(shù)界之間聯(lián)系緊密，可以借鑒CARB的經(jīng)驗，從CARB的數(shù)據(jù)共享模式中獲得啟發(fā)，在國際背景下建立跨境合作項目和機構(gòu)。

德克薩斯州休斯頓市的空氣質(zhì)量管理經(jīng)驗也從另一個角度說明了學術(shù)界和政府之間的合作對于大幅度改善空氣質(zhì)量的重要性。1999年，休斯頓遭遇了美國最嚴重的臭氧污染，該市啟動了一項雄心勃勃的研究合作計劃，涉及許多州立的、聯(lián)邦的和學術(shù)的組織。與加利福尼亞情況不同的是，這項研究發(fā)現(xiàn)氮氧化物并不是臭氧形成的主要原因，而是認為高反應性揮發(fā)性有機化合物（VOC）對臭氧的形成更為關鍵。通過總結(jié)超過300位科學家在不同出版物上的研究成果，立法者得到了更為科學有效的政策方案。通過規(guī)范高反應性VOC而不是NOx為產(chǎn)業(yè)節(jié)省了約10億美元。洛杉磯和休斯頓的案例充分說明了讓科學家參與決策過程以及共享數(shù)據(jù)的重要性。在兩個案例中，由于區(qū)域地理和行業(yè)差異，用相反的干預措施來減少臭氧也是有理可循的。

歷史上，中美雙方曾有過將科學納入政策過程的合作經(jīng)歷。2003年，美國環(huán)境保護局和中國國家環(huán)境保護局（環(huán)境保護部的前身）史無前例地簽署了一份關于燃料和車輛技術(shù)與標準合作的備忘錄。這項合作的數(shù)據(jù)雖然沒有對大部分中國公眾開放，但從事這些項目的中美科學家可以共享相關數(shù)據(jù)，其中部分工作報告也在美國得以發(fā)表。2008年，中國國家能源局的大氣輻射測量氣候研究設備遷至東南地區(qū)。這無疑是一個進步，但在該項目尚未收集到足以支撐科學研究或政策啟示所需的長期數(shù)據(jù)之前，就因為數(shù)據(jù)使用和所有權(quán)問題而被迫關閉。

更近的一個例子是，氣候變化工作組（CCWG）所屬的美中氣候與能源合作為“巴黎協(xié)定”談判的成功做出了貢獻。CCWG已經(jīng)開始推動研究機構(gòu)之間的數(shù)據(jù)共享。2015年，中國能源模型論壇在清華大學舉行，該論壇將建模團隊和政策制定者置于同一平臺上，以便更好地為決策提供幫助。中國也已經(jīng)開始創(chuàng)建一個獨立的匯總數(shù)據(jù)庫以收集環(huán)境數(shù)據(jù)和由政府數(shù)據(jù)中心提供的多種來源的綜合數(shù)據(jù)。這些舉措對于解決數(shù)據(jù)分享和科學輔助決策方面的系統(tǒng)性障礙十分有利。

雖然這些挑戰(zhàn)并非中國所獨有，但作為世界上最大的污染排放國之一，中國擁有獨一無二的機會去解決我們這個時代的一些最重要的空氣污染和氣候挑戰(zhàn)，并有可能在這些創(chuàng)新與對話中引領世界。近幾十年來，中國在工程和大型基礎設施建設方面的創(chuàng)新成就位于世界前列，高速鐵路就是一個典型的例子。中國已經(jīng)擁有世界級的數(shù)據(jù)基礎設施，如果能夠向其最優(yōu)秀的科學家（甚至全球范圍內(nèi)的合作伙伴）開放這些數(shù)據(jù)集，使他們能夠推動科學發(fā)展并為決策者提供科學的政策建議，那么中國很有可能在解決當今全球面臨的最嚴峻的挑戰(zhàn)上做出世界領先的貢獻。

1）  建立獎勵機制。以國家獎項為例，比如可以允許不是以第一作者或通訊作者發(fā)表的文章納入到科研人員的績效考核中，鼓勵中國科學家在空氣污染研究和政策分析等領域積極參與聯(lián)合研究并共享重要的數(shù)據(jù)。

2）  建立目標。比如，所有政府資助的空氣污染研究數(shù)據(jù)，在其收集完成兩年之后必須向公眾開放或可以被共享。這類目標也可能包括讓所有公立的研究機構(gòu)在數(shù)據(jù)收集完成兩年后向公眾開放所有數(shù)據(jù)。

3）  建立一個通用的共享數(shù)據(jù)庫，搭建基礎設施和網(wǎng)絡，匯總來自中國各地研究機構(gòu)站點和政府站點的數(shù)據(jù)，并整理為通用且高質(zhì)量的形式。在建立這些基礎設施時應時時考慮到空氣質(zhì)量—氣候變化—健康的基本關系。歐洲的ACTRIS，CLRTAP或全球大氣監(jiān)測可以作為很好的參考模式。

4）  為那些在應對氣候變化方面投入最多科研資金的國家建立一個核心的數(shù)據(jù)合作平臺。國際合作領域的研究發(fā)現(xiàn)，在解決具體問題時，較為精煉的組織和較高的初始投資可以加速建立有效合作的過程，并為成功拓展為一個更具包容性的全球模式創(chuàng)造條件。

 a)   讓相關的國家學術(shù)機構(gòu)（包括來自美國，中國和歐洲的）邀請在空氣質(zhì)量—氣候變化—健康關系的研究領域中最優(yōu)秀的科學家加入藍帶小組（Blue Ribbon Panel），在開發(fā)共享數(shù)據(jù)基礎設施和加強政策分析方面進行合作。藍帶小組是一個專家咨詢小組，旨在為政策制定提供公正科學的支持。在美國，典型的藍帶小組例子包括肯尼迪暗殺委員會和9/11委員會。相關的例子還有不少，雖然它們不一定對外都被稱為藍帶小組，比如美國國家科學院委員會，它發(fā)布了具有里程碑意義的研究報告--《站在暴風雨之上》(Rising above the Gathering Storm)，并幫助動員建立了能源部先進研究計劃項目（ARPA-E）；再如，美國環(huán)保局（EPA）科學顧問委員會，它為美國環(huán)保局提供了很多關于科學方法和研究計劃的建議。

b)   藍帶小組需承諾在（在發(fā)表之前）一年內(nèi)向政策制定者溝通和分享科學家已經(jīng)達成共識的科學發(fā)現(xiàn)。

c)   承諾將來自該網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)完全共享和公開。

d)   制定適當?shù)陌踩Ｕ洗胧┮员Ｕ峡茖W的嚴謹性和透明度，包括及時公布數(shù)據(jù)。

e)   承諾依據(jù)一個時間表，在藍帶小組中體現(xiàn)更多的全球參與。

最后，雖然國際合作可以動員世界各地最優(yōu)秀的才智幫助解決中國嚴峻的空氣污染問題，但中國若要實質(zhì)性地改善空氣質(zhì)量，還需在數(shù)據(jù)共享以及讓科學家參與政策制定等方面做出巨大的努力。 

 原文鏈接：https://doi.org/10.1093/nsr/nwx059

制版編輯 | 皮皮魚

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