L'oceà cobreix aproximadament el 71% de la superfície terrestre. Des de la previsió de la trajectòria dels tifons i el desenvolupament de ranxos marins fins a garantir la navegació marítima segura i la mitigació dels desastres marins, i fins i tot estendre's a la investigació sobre el canvi climàtic global, pràcticament totes les investigacions modernes en ciències marines es basen en un recurs crític: les dades oceàniques.

Per a aquells que tot just s'inicien en el camp marí, el veritable repte sovint no és la "manca de dades", sinó més aviat una "sobreabundància de dades". En realitat, les dades oceàniques no existeixen de manera aïllada; en canvi, han evolucionat fins a convertir-se en un ecosistema integral que engloba "observació, teledetecció, modelització, assimilació i anàlisi intel·ligent".

Per què la ciència marina depèn cada cop més de les dades?

En el passat, la humanitat depenia principalment de vaixells de recerca,estacions de boiesi observacions manuals per entendre l'oceà. Si bé aquest enfocament oferia una alta precisió, patia d'una cobertura espacial limitada i de cicles d'observació llargs.

Avui dia, amb els avenços en la teledetecció per satèl·lit, les plataformes d'observació automatitzades, els flotadors Argo, els models numèrics i les tecnologies d'assimilació de dades, l'observació oceànica ha entrat en una veritable era del "Big Data". Les seves característiques definidores es poden resumir com: escala massiva, cobertura extensa, alta velocitat i riquesa multidimensional.

• El volum de dades ha augmentat del nivell de gigabytes (GB) al nivell de petabytes (PB).
• L'abast temporal s'ha ampliat de mers dècades a períodes de més d'un segle.
• La cobertura espacial ara abasta tot l'oceà global.
• Els paràmetres observats abasten múltiples dimensions, com ara la temperatura de la superfície del mar, la salinitat, els corrents oceànics,ones, camps de vent, concentracions de clorofil·la, gel marí i més.

Alhora, la resolució de les dades continua millorant: mentre que els models oceànics globals històricament tenien una resolució comuna d'1°, ara avancen cap a una resolució d'1/12° o fins i tot escales subquilòmetres. La nostra capacitat per estudiar estructures oceàniques a escala fina, com ara remolins de mesoescala, fronts costaners i ones internes, ha arribat a un nivell molt més enllà del que era possible anteriorment.

En cert sentit, la ciència marina moderna està passant actualment d'un paradigma "basat empíricament" a un paradigma "basat en dades".

D'on provenen principalment les dades oceàniques?

L'ecosistema global de dades oceàniques està constituït col·lectivament per organitzacions marines internacionals, centres meteorològics, sistemes de satèl·lits i xarxes nacionals d'observació a tot el món.

• NOAA (EUA): Una de les fonts de dades oceàniques més importants del món, que proporciona un conjunt de productes de dades històriques gratuïtes, d'accés obert i a llarg termini, com ara la reanàlisi NCEP/NCAR, els registres d'observació ICOADS, les dades de temperatura de la superfície del mar AVHRR i el sistema de predicció global GFS.
• Europa (ECMWF i ESA): Les dades de reanàlisi ERA5 de l'ECMWF s'han convertit en la font més crítica de dades de forçament atmosfèric per a la investigació de la interacció aire-mar; la sèrie de satèl·lits Sentinel de l'ESA demostra avantatges significatius en la teledetecció SAR, l'observació d'alta precisió de la superfície marina i la monitorització del gel marí.
• Àsia (JMA): Les dades COBE-SST de l'Agència Meteorològica del Japó (JMA) s'utilitzen àmpliament en la investigació sobre el clima del Pacífic nord-oest, l'ESO i l'Àsia oriental.

Quins tipus de dades oceàniques existeixen?

Les dades oceàniques modernes es classifiquen principalment en quatre tipus principals:dades batimètriques, dades de teledetecció, dades d'observació in situ i dades de reanàlisi.

Dades batimètriques del fons marí

Això constitueix la base de tota la recerca oceanogràfica. Si hom comparés la modelització numèrica oceànica amb "la construcció d'un edifici", la batimetria (la profunditat i la topografia del fons oceànic) serviria com a "base". Els conjunts de dades batimètriques globals més clàssics inclouen ETOPO i GEBCO; aquest últim s'ha convertit en el mapa base estàndard reconegut internacionalment per a la topografia del fons marí.

Dades de teledetecció per satèl·lit

Això serveix com la "força principal" en l'observació oceànica moderna. Els seus avantatges clau resideixen en la seva àmplia cobertura espacial, la freqüència d'actualització ràpida i la capacitat d'observació global simultània.

• Temperatura de la superfície del mar (SST): Conjunts de dades com MODIS, AVHRR i OISST s'utilitzen àmpliament en la recerca que involucra ENSO, onades de calor marines, el corrent de Kuroshio i la predicció pesquera.
• Camps de vent de la superfície marina: Principalment derivats de satèl·lits dispersòmetres (per exemple, ASCAT, SeaWinds i la sèrie HY-2 de la Xina), aquestes dades són crucials per a estudis sobre tifons, ones generades pel vent i interaccions aire-mar.
• Alçada de la superfície del mar (SSH): Els satèl·lits altímetres, com ara TOPEX/Poseidon, Jason i HY-2A, controlen les variacions del nivell del mar, els remolins de mesoescala i la trajectòria del corrent de Kuroshio.
• Radar d'obertura sintètica (SAR): Caracteritzat per capacitats per a tot tipus de clima, tot el dia i alta resolució, el SAR pot adquirir informació de la superfície del mar fins i tot de nit o sota la cobertura de núvols. S'aplica àmpliament en la monitorització del gel marí, els vessaments de petroli, les ones internes, les ones oceàniques i els vaixells marítims.

Dades d'observació in situ

Tot i que la cobertura espacial és limitada en comparació amb la teledetecció, aquestes dades ofereixen el nivell més alt de precisió i serveixen com a punt de referència vital per a tota la recerca oceanogràfica.

• Boies Argo: Funcionant com a "CTD automatitzats" que deriven per tot l'oceà global, aquests flotadors baixen i ascendeixen periòdicament per mesurar automàticament la temperatura, la salinitat i la pressió, transmetent les dades en temps real. Els milers de flotadors Argo actualment desplegats a tot el món constitueixen col·lectivament la xarxa d'observació oceànica a escala més gran de la història de la humanitat.
• Observacions CTD: Continuen sent l'"equip estàndard" en els estudis oceanogràfics, ja que proporcionen perfils d'alta precisió de temperatura i salinitat.

Cap a on va el futur de les dades oceàniques?

La trajectòria futura del desenvolupament de dades oceàniques és clara i decidida:

• Resolució més alta: avançant des d'una resolució quilomètrica fins a una de cent metres.
• Capacitats en temps real millorades: Establiment gradual d'un sistema integral d'"oceà en temps real".
• Fusió multifont: integració de satèl·lits, boies, models numèrics, plataformes no tripulades i IA per operar conjuntament.
• Intel·ligència: La intel·ligència artificial s'ha integrat profundament en la ciència marina, i abasta la predicció oceànica basada en IA, la reconstrucció de dades perdudes, la detecció de remolins, la recuperació de teledetecció i molt més.

La ciència marina entra en una nova era:

| Big Data oceànica + Intel·ligència artificial = El motor central de la futura investigació oceànica

Creiem fermament que el veritable valor de les dades rau en la seva adquisició eficient, la seva interpretació profunda i la seva aplicació intel·ligent.

Espero poder comunicar-me amb tu per a una conversa més profunda.