Okean pokriva približno 71% Zemljine površine. Od predviđanja puta tajfuna i razvoja morskih rančeva do osiguranja sigurne pomorske plovidbe i ublažavanja morskih katastrofa - pa čak i do istraživanja globalnih klimatskih promjena - gotovo svako moderno istraživanje morske nauke oslanja se na jedan ključni resurs: podatke o okeanima.

Za one koji tek ulaze u područje mora, pravi izazov često nije „nedostatak podataka“, već „preobilje podataka“. U stvarnosti, podaci o okeanima ne postoje izolovano; umjesto toga, razvili su se u sveobuhvatni ekosistem koji obuhvata „posmatranje – daljinsko istraživanje – modeliranje – asimilaciju – inteligentnu analizu“.

Zašto je nauka o moru sve više zavisna od podataka?

U prošlosti se čovječanstvo oslanjalo prvenstveno na istraživačke brodove,stanice za plutače, i ručna posmatranja radi razumijevanja okeana. Iako je ovaj pristup nudio visoku preciznost, patio je od ograničenog prostornog pokrivanja i dugih ciklusa posmatranja.

Danas, s napretkom u satelitskom daljinskom istraživanju, automatiziranim platformama za posmatranje, Argo plutačama, numeričkim modelima i tehnologijama asimilacije podataka, posmatranje okeana je ušlo u pravu eru "velikih podataka". Njegove ključne karakteristike mogu se sažeti kao: masovni razmjeri, široka pokrivenost, velika brzina i višedimenzionalno bogatstvo.

• Količina podataka se povećala sa nivoa gigabajta (GB) na nivo petabajta (PB).
• Vremenski opseg se proširio sa pukih decenija na raspone koji prelaze jedan vijek.
• Prostorni obuhvat sada obuhvata cijeli globalni okean.
• Posmatrani parametri obuhvataju više dimenzija, uključujući temperaturu površine mora, salinitet, okeanske struje,valovi, polja vjetrova, koncentracije klorofila, morski led i još mnogo toga.

Istovremeno, rezolucija podataka se nastavlja poboljšavati – dok su globalni modeli okeana historijski imali uobičajenu rezoluciju od 1°, sada napreduju prema rezoluciji od 1/12°, ili čak subkilometarskim skalama. Naša sposobnost proučavanja finih okeanskih struktura – poput mezoskalnih vrtloga, obalnih frontova i unutrašnjih talasa – dostigla je nivo daleko iznad onoga što je ranije bilo moguće.

U određenom smislu, moderna nauka o moru trenutno se prebacuje sa paradigme „empirijski vođene“ na paradigmu „vođenu podacima“.

Odakle prvenstveno dolaze podaci o okeanima?

Globalni ekosistem podataka o okeanima zajednički čine međunarodne pomorske organizacije, meteorološki centri, satelitski sistemi i nacionalne mreže za posmatranje širom svijeta.

• NOAA (SAD): Jedan od najvažnijih svjetskih izvora podataka o okeanima, koji pruža skup besplatnih, otvorenog pristupa i dugoročnih historijskih podataka - uključujući NCEP/NCAR Reanalysis, ICOADS zapise posmatranja, AVHRR podatke o temperaturi površine mora i GFS globalni sistem prognoziranja.
• Evropa (ECMWF i ESA): Podaci reanalize ERA5 ECMWF-a postali su najvažniji izvor podataka o atmosferskom djelovanju za istraživanje interakcije zraka i mora; serija satelita Sentinel ESA-e pokazuje značajne prednosti u daljinskom istraživanju SAR-om, visokopreciznom promatranju morske površine i praćenju morskog leda.
• Azija (JMA): Podaci COBE-SST Japanske meteorološke agencije (JMA) se široko koriste u istraživanjima koja se odnose na klimu sjeverozapadnog Pacifika, ENSO-a i istočne Azije.

Koje vrste podataka o okeanima postoje?

Moderni podaci o okeanima se prvenstveno kategoriziraju u četiri glavne vrste:batimetrijski podaci, podaci daljinskog istraživanja, podaci posmatranja in situ i podaci ponovne analize.

Batimetrijski podaci morskog dna

Ovo predstavlja osnovu za sva okeanografska istraživanja. Ako bismo numeričko modeliranje okeana uporedili sa "izgradnjom zgrade", onda bi batimetrija - dubina i topografija okeanskog dna - poslužila kao "temelj". Najklasičniji globalni batimetrijski skupovi podataka uključuju ETOPO i GEBCO; potonji je postao međunarodno priznata standardna osnovna karta za topografiju morskog dna.

Podaci daljinskog istraživanja satelita

Ovo služi kao „glavna snaga“ u modernom posmatranju okeana. Njegove ključne prednosti leže u širokom prostornom pokrivanju, brzoj učestalosti ažuriranja i mogućnosti simultanog globalnog posmatranja.

• Temperatura površine mora (SST): Skupovi podataka kao što su MODIS, AVHRR i OISST se široko koriste u istraživanjima koja uključuju ENSO, morske toplotne talase, Kuroshio struju i prognoziranje ribarstva.
• Polja vjetra na površini mora: Prvenstveno izvedeni iz satelita za mjerenje protoka zraka (npr. ASCAT, SeaWinds i kineske serije HY-2), ovi podaci su ključni za studije o tajfunima, valovima generiranim vjetrom i interakcijama zraka i mora.
• Visina površine mora (SSH): Visinomjerni sateliti - kao što su TOPEX/Poseidon, Jason i HY-2A - prate varijacije nivoa mora, mezoskalne vrtloge i putanju Kuroshio struje.
• Sintetički aperturni radar (SAR): Karakterizira ga mogućnost rada u svim vremenskim uvjetima, tokom cijelog dana i visoke rezolucije, SAR može prikupiti informacije o površini mora čak i noću ili ispod oblačnosti. Široko se primjenjuje u praćenju morskog leda, izlijevanja nafte, unutrašnjih valova, okeanskih valova i pomorskih plovila.

Podaci posmatranja na licu mjesta

Iako je prostorni obuhvat ograničen u poređenju sa daljinskim istraživanjem, ovi podaci nude najviši nivo tačnosti i služe kao vitalna referentna tačka za sva okeanografska istraživanja.

• Argo plutače: Funkcionišući poput "automatskih CTD-ova" koji plutaju kroz globalni okean, ovi plovci periodično se spuštaju i izdižu kako bi automatski mjerili temperaturu, salinitet i pritisak, prenoseći podatke nazad u realnom vremenu. Hiljade Argo plutača trenutno raspoređenih širom svijeta zajedno čine najveću mrežu za posmatranje okeana u ljudskoj istoriji.
• CTD posmatranja: Ova posmatranja ostaju „standardna oprema“ u okeanografskim istraživanjima, pružajući visokoprecizne profile temperature i saliniteta.

Kuda ide budućnost podataka o okeanima?

Buduća putanja razvoja podataka o okeanima je jasna i odlučna:

• Veća rezolucija: Prelazak sa kilometarske na stometarsku rezoluciju.
• Poboljšane mogućnosti rada u realnom vremenu: Postepeno uspostavljanje sveobuhvatnog sistema „Okean u realnom vremenu“.
• Fuzija više izvora: Integracija satelita, plutača, numeričkih modela, bespilotnih platformi i umjetne inteligencije za usklađen rad.
• Inteligencija: Umjetna inteligencija je duboko ugrađena u morsku znanost – obuhvatajući predviđanje okeana vođeno umjetnom inteligencijom, rekonstrukciju nedostajućih podataka, otkrivanje vrtloga, pronalaženje podataka daljinskog istraživanja i još mnogo toga.

Morska nauka ulazi u potpuno novu eru:

| Veliki podaci o okeanima + umjetna inteligencija = glavni motor budućeg istraživanja okeana

Čvrsto vjerujemo da prava vrijednost podataka leži u njihovom efikasnom prikupljanju, dubokom tumačenju i inteligentnoj primjeni.

Radujem se komunikaciji s vama radi dubljeg razgovora.