Hafið þekur um það bil 71% af yfirborði jarðar. Frá spám um fellibyljaleiðir og þróun sjávarbúgarða til að tryggja öruggar siglingar á sjó og draga úr hamförum á sjó – og jafnvel rannsóknum á hnattrænum loftslagsbreytingum – byggir nánast allar nútíma rannsóknir á hafvísindum á einni mikilvægri auðlind: gögnum um hafið.

Fyrir þá sem eru rétt að hefja störf á sviði sjávarútvegs er raunverulega áskorunin oft ekki „skortur á gögnum“ heldur „ofgnótt gagna“. Í raun og veru eru hafgögn ekki til einangruð; í staðinn hafa þau þróast í alhliða vistkerfi sem nær yfir „athuganir - fjarkönnun - líkanagerð - aðlögun - greindar greiningar“.

Hvers vegna er haffræði sífellt meira háð gögnum?

Áður fyrr treysti mannkynið aðallega á rannsóknarskip,baujastöðvarog handvirkar athuganir til að skilja hafið. Þó að þessi aðferð bjóði upp á mikla nákvæmni, þjáðist hún af takmörkuðu rúmfræðilegu umfangi og löngum athugunarferlum.

Í dag, með framþróun í fjarkönnun með gervihnöttum, sjálfvirkum eftirlitspöllum, Argo-flotum, tölulegum líkönum og gagnasamþættingartækni, hefur hafathugun gengið inn í tímabil „stórgagna“. Einkennandi eiginleika hennar má draga saman sem: gríðarlegt mælikvarða, víðtæka þekju, mikinn hraða og fjölvíddar auðlegð.

• Gagnamagn hefur aukist úr gígabætum (GB) í petabæti (PB).
• Tímabundið umfang hefur stækkað úr aðeins áratugum í meira en öld.
• Rýmisþekjan nær nú yfir allt hnattrænt haf.
• Mældir þættir spanna margar víddir, þar á meðal sjávarhita, seltu, hafstrauma,öldur, vindsvæði, blaðgrænuþéttni, hafís og fleira.

Samhliða því heldur upplausn gagna áfram að batna — þar sem hnattræn hafslíkön höfðu sögulega sameiginlega upplausn upp á 1°, eru þau nú að færast í átt að 1/12° upplausn, eða jafnvel á kvarða undir kílómetra. Geta okkar til að rannsaka fíngerða hafsbyggingu — svo sem hvirfilbyljur á miðlungskvarða, strandlengjur og innri öldur — hefur náð langt fram úr því sem áður var mögulegt.

Í vissum skilningi eru nútíma hafvísindi nú að færast frá því að vera „reynsludrifin“ hugmyndafræði yfir í „gagnadrifin“ hugmyndafræði.

Hvaðan koma gögn um hafið aðallega?

Vistkerfi alþjóðlegs hafgagna er myndað af alþjóðlegum hafsstofnunum, veðurstöðvum, gervihnattakerfum og þjóðlegum athugunarnetum um allan heim.

• NOAA (Bandaríkin): Ein mikilvægasta uppspretta heims fyrir gögn um hafið, sem býður upp á safn af ókeypis, aðgengilegum og langtíma sögulegum gögnum — þar á meðal NCEP/NCAR Reanalysis, ICOADS athugunargögn, AVHRR gögn um yfirborðshita sjávar og alþjóðlega spákerfið GFS.
• Evrópa (ECMWF og ESA): Endurgreiningargögn ECMWF úr ERA5 hafa orðið mikilvægasta uppspretta gagna um loftþrýsting í andrúmsloftinu fyrir rannsóknir á víxlverkun lofts og sjávar; Sentinel gervihnattaröð ESA sýnir fram á verulega kosti í fjarkönnun með SAR, nákvæmum athugunum á yfirborði sjávar og eftirliti með hafís.
• Asía (JMA): COBE-SST gögn frá Veðurstofu Japans (JMA) eru mikið notuð í rannsóknum á Norðvestur-Kyrrahafinu, ENSO og loftslagi Austur-Asíu.

Hvaða tegundir hafsgagna eru til?

Nútímagögn um hafið eru aðallega flokkuð í fjóra megingerðir:dýptarmælingargögn, fjarkönnunargögn, athugunargögn á staðnum og endurgreiningargögn.

Dýptarmælingar á hafsbotni

Þetta er grunnurinn að öllum haffræðilegum rannsóknum. Ef líkja ætti tölulegri líkönum hafsins við að „byggja byggingu“, þá myndi dýpismælingar – dýpt og landslag hafsbotnsins – þjóna sem „grunnurinn“. Meðal klassískustu gagnasöfna dýpismælinga á heimsvísu eru ETOPO og GEBCO; hið síðarnefnda hefur orðið alþjóðlega viðurkennt staðlað grunnkort fyrir landslag hafsbotnsins.

Gögn um fjarkönnun með gervihnatta

Þetta er „meginafl“ nútíma hafsathugana. Helstu kostir þess felast í víðtækri landfræðilegri þekju, hraðri uppfærslutíðni og getu til samtímis hnattrænna athugana.

• Sjávaryfirborðshiti (SST): Gagnasöfn eins og MODIS, AVHRR og OISST eru mikið notuð í rannsóknum sem fela í sér ENSO, hitabylgjur í sjónum, Kuroshio-strauminn og spár um fiskveiðar.
• Vindmælingar á sjávarborði: Þessi gögn, sem aðallega eru fengin úr dreifingargervihnöttum (t.d. ASCAT, SeaWinds og HY-2 seríunni frá Kína), eru mikilvæg fyrir rannsóknir á fellibyljum, öldum sem myndast af vindi og víxlverkun lofts og sjávar.
• Sjávarborðshæð (SSH): Hæðarmælingargervihnettir — eins og TOPEX/Poseidon, Jason og HY-2A — fylgjast með breytingum á sjávarmáli, hvirfilbyljum á miðstigi og braut Kuroshio-straumsins.
• Tilbúin ljósopsratsjá (SAR): SAR einkennist af getu til að greina í öllum veðrum, allan daginn og með mikilli upplausn og getur aflað upplýsinga um yfirborð sjávar, jafnvel á nóttunni eða undir skýjahulu. Hún er mikið notuð til að fylgjast með hafís, olíulekum, innri öldum, haföldum og sjóskipum.

Gögn um athugun á staðnum

Þótt rúmfræðileg umfjöllun sé takmörkuð samanborið við fjarkönnun, þá bjóða þessi gögn upp á mesta nákvæmni og þjóna sem mikilvægur viðmiðun fyrir allar haffræðilegar rannsóknir.

• Argo-baujur: Þessir flotar virka eins og „sjálfvirkir CTD-ar“ sem reka um allan heim. Þeir lækka og hækka reglulega til að mæla sjálfkrafa hitastig, seltu og þrýsting og senda gögnin til baka í rauntíma. Þúsundir Argo-flota sem nú eru notaðir um allan heim mynda samanlagt stærsta hafskönnunarnet mannkynssögunnar.
• CTD-mælingar: Þetta eru enn „staðlaður búnaður“ í haffræðilegum könnunum og veita mjög nákvæmar mælingar á hitastigi og seltu.

Hvert stefnir framtíð hafsgagna?

Framtíðarþróun gagna um hafið er skýr og afdráttarlaus:

• Meiri upplausn: Að færast frá kílómetra- upp í hundrað metra-upplausn.
• Bætt rauntímageta: Smám saman að koma á fót alhliða „rauntíma hafkerfi“.
• Fjölorkuframleiðsla: Samþætting gervihnatta, bauja, tölulegra líköna, ómannaðra palla og gervigreindar til að starfa saman.
• Greindvæðing: Gervigreind hefur fest djúpar rætur í hafvísindum — hún nær yfir gervigreindarknúnar hafspár, endurgerð týndra gagna, hvirfilskynjun, fjarkönnun og fleira.

Hafrannsóknir eru að ganga inn í nýja tíma:

| Stór gögn um hafið + gervigreind = Kjarninn í framtíðarrannsóknum á hafinu

Við trúum staðfastlega að raunverulegt gildi gagna felist í skilvirkri öflun þeirra, ítarlegri túlkun og snjallri beitingu.

Hlakka til að eiga ítarlegri samskipti við þig.