河/湖冰和海冰变化
在“一带一路”区域中，湖冰及河冰的变化可直接描述出中国北方内陆地区、蒙古国和俄罗斯等国寒区气候变化特点，也体现了其社会相关性；河冰出现于亚洲北部大型河流中，特别是在中国北方跨界河中还承担运输功能，浮冰是阻碍河流运输的主要因素，这甚至关系到地缘政治、跨国界管理以及中国北方边境河流信息服务。
最近几十年，全球气候变暖影响在北极地区具有放大的作用，至少是全球平均水平的两倍，部分区域的海冰覆盖范围在过去几十年里持续减少。
预测表明，2050 年夏季北极将完全出现无冰覆盖的现象，海冰的进一步变薄将为航线的开通提供重要的便利。
水与能量循环
高海拔寒冷地区通过水和能循环机制影响气候变化，然而，高原地区稀疏和匮乏的地面观测数据不能满足水平衡研究的数据要求。为了更好地管理南亚和东亚水资源，并理清亚洲季风系统中青藏高原在地气相互作用中的角色，卫星观测和地面资料的充分联合将成为必要的手段。
当前，已使用多种遥感数据产品来描述冰川、湖泊和河流之间的联系，结果表明，湖泊受青藏高原地区冰川的预计收缩的强烈影响，分析青藏高原冰川与湖泊之间的联系，有可能提供一种新的针对该气候敏感地区的方法。
联合不同的数据产品来更好地理解遥感数据质量是水、冰冻圈过程中将来首要考虑的方向，并在陆表能量平衡新视觉和多种数据产品的支持下，分析青藏高原冰川与湖泊的变化。
水文生态脆弱性
青藏高原是黄河、长江等主要河流的发源地，也是“一带一路”沿线许多内陆河流的发源地，这些河流滋养着数千万人口，维持着当地脆弱的生态系统，为当地及全国，甚至整个东亚提供着重要的生态系统服务。
高山与寒区更高的升温速率对水文生态系统以及人类福祉具有深远影响，过去 20 年来，部分地区的雪盖范围降低、冰川退缩、冰湖扩大，而高亚洲地区多年冻土的退化也影响着地表径流、地下水补给等环境。
地球观测综合实验已成功地促进了对水文生态系统相互作用的观测和理解，如中国 2008 年实施的黑河综合遥感观测联合试验（WATER）等，这些综合数据和知识用于黑河流域水-生态-经济集成模型的发展，而集成模型则为流域可持续发展及水资源综合管理提供了科学依据和决策工具。