河/湖冰和海冰變化
在“一帶一路”區域中，湖冰及河冰的變化可直接描述出中國北方內陸地區、蒙古國和俄羅斯等國寒區氣候變化特點，也體現了其社會相關性；河冰出現于亞洲北部大型河流中，特別是在中國北方跨界河中還承擔運輸功能，浮冰是阻礙河流運輸的主要因素，這甚至關係到地緣政治、跨國界管理以及中國北方邊境河流資訊服務。
最近幾十年，全球氣候變暖影響在北極地區具有放大的作用，至少是全球平均水準的兩倍，部分區域的海冰覆蓋範圍在過去幾十年裏持續減少。
預測表明，2050 年夏季北極將完全出現無冰覆蓋的現象，海冰的進一步變薄將為航線的開通提供重要的便利。
水與能量迴圈
高海拔寒冷地區通過水和能迴圈機制影響氣候變化，然而，高原地區稀疏和匱乏的地面觀測數據不能滿足水準衡研究的數據要求。為了更好地管理南亞和東亞水資源，並理清亞洲季風系統中青藏高原在地氣相互作用中的角色，衛星觀測和地面資料的充分聯合將成為必要的手段。
當前，已使用多種遙感數據産品來描述冰川、湖泊和河流之間的聯繫，結果表明，湖泊受青藏高原地區冰川的預計收縮的強烈影響，分析青藏高原冰川與湖泊之間的聯繫，有可能提供一種新的針對該氣候敏感地區的方法。
聯合不同的數據産品來更好地理解遙感數據品質是水、冰凍圈過程中將來首要考慮的方向，並在陸表能量平衡新視覺和多種數據産品的支援下，分析青藏高原冰川與湖泊的變化。
水文生態脆弱性
青藏高原是黃河、長江等主要河流的發源地，也是“一帶一路”沿線許多內陸河流的發源地，這些河流滋養著數千萬人口，維持著當地脆弱的生態系統，為當地及全國，甚至整個東亞提供著重要的生態系統服務。
高山與寒區更高的升溫速率對水文生態系統以及人類福祉具有深遠影響，過去 20 年來，部分地區的雪蓋範圍降低、冰川退縮、冰湖擴大，而高亞洲地區多年凍土的退化也影響著地表徑流、地下水補給等環境。
地球觀測綜合實驗已成功地促進了對水文生態系統相互作用的觀測和理解，如中國 2008 年實施的黑河綜合遙感觀測聯合試驗（WATER）等，這些綜合數據和知識用於黑河流域水-生態-經濟整合模型的發展，而整合模型則為流域可持續發展及水資源綜合管理提供了科學依據和決策工具。