האוקיינוס ​​מכסה כ-71% משטח כדור הארץ. החל מחיזוי מסלול טייפון ופיתוח חוות ימיות ועד להבטחת ניווט ימי בטוח ומניעת אסונות ימיים - ואף למחקר שינויי אקלים עולמיים - כמעט כל מחקר מודרני במדעי הים מסתמך על משאב קריטי אחד: נתוני אוקיינוס.

עבור אלו שרק נכנסים לתחום הימי, האתגר האמיתי לרוב אינו "חוסר בנתונים", אלא "עודף נתונים". במציאות, נתוני אוקיינוס ​​אינם קיימים בבידוד; במקום זאת, הם התפתחו למערכת אקולוגית מקיפה הכוללת "תצפית - חישה מרחוק - מידול - הטמעה - ניתוח תבוני".

מדוע מדעי הים הופכים תלויים יותר ויותר בנתונים?

בעבר, האנושות הסתמכה בעיקר על כלי שיט מחקר,תחנות מצוף, ותצפיות ידניות כדי להבין את האוקיינוס. בעוד שגישה זו הציעה דיוק גבוה, היא סבלה מכיסוי מרחבי מוגבל ומחזורי תצפית ארוכים.

כיום, עם ההתקדמות בחישה מרחוק באמצעות לוויינים, פלטפורמות תצפית אוטומטיות, מצופי Argo, מודלים מספריים וטכנולוגיות הטמעת נתונים, תצפית האוקיינוס ​​נכנסה לעידן "נתוני עתק" אמיתי. ניתן לסכם את מאפייניה כ: קנה מידה עצום, כיסוי נרחב, מהירות גבוהה ועושר רב-ממדי.

• נפח הנתונים גדל מרמת ג'יגה-בייט (GB) לרמת פטה-בייט (PB).
• היקף הזמן התרחב מעשורים בלבד לטווחי זמן של יותר ממאה שנה.
• כיסוי מרחבי כולל כעת את כל האוקיינוס ​​​​הגלובלי.
• פרמטרים נצפים משתרעים על פני מגוון ממדים, כולל טמפרטורת פני הים, מליחות, זרמי אוקיינוס,גַלִים, שדות רוח, ריכוזי כלורופיל, קרח ים ועוד.

במקביל, רזולוציית הנתונים ממשיכה להשתפר - בעוד שמודלים אוקיינוסים גלובליים הציגו באופן היסטורי רזולוציה נפוצה של 1°, הם מתקדמים כעת לכיוון רזולוציה של 1/12°, או אפילו קני מידה של פחות מקילומטר. היכולת שלנו לחקור מבנים אוקיינוסיים בקנה מידה דק - כגון מערבולות בקנה מידה מזוסיאלי, חזיתות חוף וגלים פנימיים - הגיעה לרמה הרבה מעבר למה שהיה אפשרי בעבר.

במובן מסוים, מדע הים המודרני עובר כיום מפרדיגמה "מונעת אמפירית" לפרדיגמה "מונעת נתונים".

מאיפה מגיעים בעיקר נתוני האוקיינוס?

המערכת האקולוגית הגלובלית של נתוני האוקיינוסים מורכבת באופן קולקטיבי מארגונים ימיים בינלאומיים, מרכזים מטאורולוגיים, מערכות לוויינים ורשתות תצפית לאומיות ברחבי העולם.

• NOAA (ארה"ב): אחד ממקורות נתוני האוקיינוסים הקריטיים ביותר בעולם, המספק חבילה של מוצרי נתונים היסטוריים חינמיים, נגישים וארוכי טווח - כולל NCEP/NCAR Reanalysis, רישומי תצפית ICOADS, נתוני טמפרטורת פני הים AVHRR ומערכת החיזוי הגלובלית GFS.
• אירופה (ECMWF ו-ESA): נתוני הניתוח מחדש של ERA5 של ECMWF הפכו למקור הקריטי ביותר של נתוני כוחות אטמוספריים למחקר האינטראקציה בין אוויר לים; סדרת לווייני Sentinel של ESA מדגימה יתרונות משמעותיים בחישה מרחוק SAR, תצפית מדויקת על פני הים וניטור קרח ים.
• אסיה (JMA): נתוני COBE-SST של הסוכנות המטאורולוגית היפנית (JMA) נמצאים בשימוש נרחב במחקר הנוגע לצפון מערב האוקיינוס ​​השקט, ENSO ואקלים מזרח אסיה.

אילו סוגי נתוני אוקיינוס ​​קיימים?

נתוני האוקיינוס ​​​​המודרניים מסווגים בעיקר לארבעה סוגים עיקריים:נתונים באטימטריים, נתוני חישה מרחוק, נתוני תצפית באתר ונתוני ניתוח מחדש.

נתונים באטימטריים של קרקעית הים

מפת זו מהווה את הבסיס לכל מחקר אוקיינוגרפי. אם היינו משווים את המודל הנומרי של האוקיינוס ​​ל"בניית בניין", אזי באטימטריה - העומק והטופוגרפיה של קרקעית האוקיינוס ​​- תשמש כ"יסוד". מערכי הנתונים הבטימטריים הגלובליים הקלאסיים ביותר כוללים את ETOPO ו-GEBCO; האחרון הפך למפת הבסיס הסטנדרטית המוכרת בעולם לטופוגרפיה של קרקעית הים.

נתוני חישה מרחוק לוויינית

זהו "הכוח העיקרי" בתצפית ימית מודרנית. יתרונותיו העיקריים טמונים בכיסוי המרחבי הנרחב שלו, בתדירות העדכון המהירה שלו וביכולת לתצפית עולמית בו זמנית.

• טמפרטורת פני הים (SST): מערכי נתונים כגון MODIS, AVHRR ו-OISST נמצאים בשימוש נרחב במחקר הכולל ENSO, גלי חום ימיים, זרם קורושיו וחיזוי דיג.
• שדות רוח על פני הים: נתונים אלה, הנגזרים בעיקר מלווייני פיזורמטרים (למשל, ASCAT, SeaWinds וסדרת HY-2 של סין), חיוניים למחקרים על טייפונים, גלים הנוצרים על ידי רוח ואינטראקציות בין אוויר לים.
• גובה פני הים (SSH): לווייני מד גובה - כגון TOPEX/Poseidon, Jason ו-HY-2A - עוקבים אחר שינויים בגובה פני הים, מערבולות בקנה מידה מזוסקולרי ומסלול זרם קורושיו.
• מכ"ם צמצם סינתטי (SAR): מאופיין ביכולות בכל מזג אוויר, לאורך כל היום וברזולוציה גבוהה, SAR יכול לרכוש מידע מפני פני הים אפילו בלילה או מתחת לעננים. הוא מיושם באופן נרחב בניטור קרח ים, דליפות נפט, גלים פנימיים, גלי אוקיינוס ​​וכלי שיט ימיים.

נתוני תצפית באתר

למרות שכיסוי מרחבי מוגבל בהשוואה לחישה מרחוק, נתונים אלה מציעים את רמת הדיוק הגבוהה ביותר ומשמשים כנקודת ייחוס חיונית לכל המחקר האוקיינוגרפי.

• מצופי ארגו: מצופים אלה, המתפקדים כמו "CTDs אוטומטיים" הנסחפים ברחבי האוקיינוס ​​העולמי, יורדים ועולים מעת לעת כדי למדוד באופן אוטומטי טמפרטורה, מליחות ולחץ, ומשדרים את הנתונים בחזרה בזמן אמת. אלפי מצופי ארגו הפרוסים כיום ברחבי העולם מהווים יחד את רשת התצפית האוקיינית בקנה מידה הגדול ביותר בהיסטוריה האנושית.
• תצפיות CTD: אלה נותרו "הציוד הסטנדרטי" בסקרים אוקיינוגרפיים, ומספקים פרופילים מדויקים של טמפרטורה ומליחות.

לאן הולך עתיד נתוני האוקיינוס?

המסלול העתידי של פיתוח נתוני אוקיינוס ​​ברור והחלטי:

• רזולוציה גבוהה יותר: מעבר מקנה מידה של קילומטר לקנה מידה של מאה מטר.
• יכולות משופרות בזמן אמת: הקמה הדרגתית של מערכת מקיפה של "אוקיינוס ​​בזמן אמת".
• היתוך רב-מקורי: שילוב לוויינים, מצופים, מודלים מספריים, פלטפורמות בלתי מאוישות ובינה מלאכותית כדי לפעול יחד.
• אינטליגנציה: בינה מלאכותית מושרשת עמוק במדעי הים - כוללת חיזוי אוקיינוס ​​​​מבוסס על בינה מלאכותית, שחזור נתונים חסרים, גילוי מערבולות, אחזור חישה מרחוק ועוד.

מדעי הים נכנסים לעידן חדש לגמרי:

| ביג דאטה באוקיינוס ​​+ בינה מלאכותית = המנוע המרכזי של מחקר האוקיינוס ​​העתידי

אנו מאמינים בתוקף כי הערך האמיתי של נתונים טמון ברכישתם היעילה, בפירושם המעמיק וביישומם החכם.

מצפה לתקשר איתך לשיחה מעמיקה יותר.