Ocean pokriva otprilike 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 znanosti oslanja se na jedan ključni resurs: podatke o oceanima.

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

Zašto je znanost o moru sve više ovisna o podacima?

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

Danas, s napretkom u satelitskom daljinskom istraživanju, automatiziranim platformama za promatranje, Argo plutačama, numeričkim modelima i tehnologijama asimilacije podataka, promatranje oceana ušlo je u pravu eru „velikih podataka“. Njegove definirajuće karakteristike mogu se sažeti kao: masovni razmjeri, opsežna pokrivenost, velika brzina i višedimenzionalno bogatstvo.

• Volumen podataka povećao se s razine gigabajta (GB) na razinu petabajta (PB).
• Vremenski opseg proširio se s tek nekoliko desetljeća na raspone koji prelaze stoljeće.
• Prostorni obuhvat sada obuhvaća cijeli globalni ocean.
• Promatrani parametri obuhvaćaju više dimenzija, uključujući temperaturu površine mora, slanost, oceanske struje,valovi, polja vjetrova, koncentracije klorofila, morski led i drugo.

Istodobno, rezolucija podataka se nastavlja poboljšavati - dok su globalni modeli oceana povijesno imali uobičajenu rezoluciju od 1°, sada napreduju prema rezoluciji od 1/12° ili čak subkilometarskim skalama. Naša sposobnost proučavanja finih oceanskih struktura - poput mezoskalnih vrtloga, obalnih fronti i unutarnjih valova - dosegla je razinu daleko iznad onoga što je prije bilo moguće.

U određenom smislu, moderna morska znanost trenutno se prebacuje s paradigme „empirijski vođene“ na paradigmu „vođenu podacima“.

Odakle prvenstveno dolaze podaci o oceanima?

Globalni ekosustav podataka o oceanima zajednički čine međunarodne pomorske organizacije, meteorološki centri, satelitski sustavi i nacionalne mreže za promatranje diljem svijeta.

• NOAA (SAD): Jedan od najvažnijih svjetskih izvora podataka o oceanima, koji pruža skup besplatnih, otvorenog pristupa i dugoročnih povijesnih podatkovnih proizvoda - uključujući NCEP/NCAR Reanalysis, ICOADS zapise promatranja, AVHRR podatke o temperaturi površine mora i GFS globalni prognostički sustav.
• Europa (ECMWF i ESA): Podaci reanalize ECMWF-a ERA5 postali su najvažniji izvor podataka o atmosferskom utjecaju za istraživanje interakcije zraka i mora; ESA-ina serija satelita Sentinel 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) široko se koriste u istraživanjima klime sjeverozapadnog Pacifika, ENSO-a i istočne Azije.

Koje vrste podataka o oceanima postoje?

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

Batimetrijski podaci morskog dna

To predstavlja temelj svih oceanografskih istraživanja. Ako bismo usporedili numeričko modeliranje oceana s „izgradnjom zgrade“, tada bi batimetrija - dubina i topografija oceanskog 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

To služi kao „glavna snaga“ u modernom promatranju oceana. Njegove ključne prednosti leže u širokom prostornom pokrivanju, brzoj učestalosti ažuriranja i mogućnosti simultanog globalnog promatranja.

• Temperatura površine mora (SST): Skupovi podataka poput MODIS-a, AVHRR-a i OISST-a široko se koriste u istraživanjima koja uključuju ENSO, morske toplinske valove, Kuroshio struju i predviđanja ribarstva.
• Polja vjetra na površini mora: Primarno dobiveni iz satelita za mjerenje protoka zraka (npr. ASCAT, SeaWinds i kineske serije HY-2), ovi su podaci ključni za proučavanje tajfuna, valova generiranih vjetrom i interakcija zraka i mora.
• Visina morske površine (SSH): Visinomjerni sateliti - kao što su TOPEX/Poseidon, Jason i HY-2A - prate promjene razine mora, mezoskalne vrtloge i putanju Kuroshiove struje.
• Sintetički aperturni radar (SAR): Karakterizira ga mogućnost rada u svim vremenskim uvjetima, tijekom cijelog dana i visoke rezolucije, SAR može prikupiti informacije o površini mora čak i noću ili ispod oblaka. Široko se primjenjuje u praćenju morskog leda, izlijevanja nafte, unutarnjih valova, oceanskih valova i pomorskih plovila.

Podaci promatranja in situ

Iako je prostorni obuhvat ograničen u usporedbi s daljinskim istraživanjem, ovi podaci nude najvišu razinu točnosti i služe kao vitalna referentna vrijednost za sva oceanografska istraživanja.

• Argo plutače: Funkcionirajući poput "automatiziranih CTD-ova" koji plutaju globalnim oceanom, ovi se plovci periodično spuštaju i izdižu kako bi automatski mjerili temperaturu, slanost i tlak, prenoseći podatke natrag u stvarnom vremenu. Tisuće Argo plutača trenutno raspoređenih diljem svijeta zajedno čine najveću mrežu za promatranje oceana u ljudskoj povijesti.
• CTD promatranja: Ova promatranja ostaju „standardna oprema“ u oceanografskim istraživanjima, pružajući visokoprecizne profile temperature i slanosti.

Kuda ide budućnost podataka o oceanima?

Buduća putanja razvoja podataka o oceanima je jasna i odlučna:

• Veća rezolucija: Prelazak s kilometarske na stometarsku rezoluciju.
• Poboljšane mogućnosti u stvarnom vremenu: Postupno uspostavljanje sveobuhvatnog sustava „Ocean u stvarnom vremenu“.
• Fuzija više izvora: Integriranje satelita, plutača, numeričkih modela, bespilotnih platformi i umjetne inteligencije za usklađeni rad.
• Inteligencija: Umjetna inteligencija duboko je ukorijenjena u morskoj znanosti – obuhvaća predviđanje oceana temeljeno na umjetnoj inteligenciji, rekonstrukciju nedostajućih podataka, otkrivanje vrtloga, pronalaženje podataka daljinskog istraživanja i još mnogo toga.

Morska znanost ulazi u potpuno novo doba:

| Veliki podaci o oceanima + umjetna inteligencija = glavni motor budućeg istraživanja oceana

Čvrsto vjerujemo da prava vrijednost podataka leži u njihovom učinkovitom prikupljanju, dubinskoj interpretaciji i inteligentnoj primjeni.

Veselim se komunikaciji s vama radi dubljeg razgovora.