Океанот покрива приближно 71% од површината на Земјата. Од прогнозирање на патеките на тајфуните и развојот на морски ранчови до обезбедување безбедна поморска пловидба и ублажување на морските катастрофи - па дури и проширување до истражување на глобалните климатски промени - практично секое модерно истражување на морските науки се потпира на еден клучен ресурс: океанските податоци.

За оние кои штотуку влегуваат во морската област, вистинскиот предизвик честопати не е „недостаток на податоци“, туку „премногу податоци“. Всушност, океанските податоци не постојат изолирано; наместо тоа, тие еволуирале во сеопфатен екосистем што опфаќа „набљудување - далечинско набљудување - моделирање - асимилација - интелигентна анализа“.

Зошто морската наука станува сè позависна од податоци?

Во минатото, човештвото првенствено се потпирало на истражувачки бродови,пловните станиции рачни набљудувања за разбирање на океанот. Иако овој пристап нудеше висока прецизност, тој страдаше од ограничена просторна покриеност и долги циклуси на набљудување.

Денес, со напредокот во сателитското далечинско набљудување, автоматизираните платформи за набљудување, пловните уреди „Арго“, нумеричките модели и технологиите за асимилација на податоци, набљудувањето на океаните влезе во вистинска ера на „Големи податоци“. Неговите дефинирачки карактеристики можат да се сумираат како: масивен обем, широка покриеност, голема брзина и повеќедимензионално богатство.

• Обемот на податоци е зголемен од нивото на гигабајти (GB) на нивото на петабајти (PB).
• Временскиот опсег се прошири од само децении на периоди што надминуваат еден век.
• Просторната покриеност сега го опфаќа целиот глобален океан.
• Набљудуваните параметри опфаќаат повеќе димензии, вклучувајќи ја температурата на површината на морето, соленоста, океанските струи,бранови, ветерни полиња, концентрации на хлорофил, морски мраз и друго.

Истовремено, резолуцијата на податоците продолжува да се подобрува - додека глобалните океански модели историски имаа заедничка резолуција од 1°, сега се движат кон резолуција од 1/12°, или дури и скали под еден километар. Нашиот капацитет за проучување на океански структури со фини размери - како што се мезоскални вртлози, крајбрежни фронтови и внатрешни бранови - достигна ниво далеку над она што беше претходно можно.

Во извесна смисла, модерната морска наука моментално се префрла од „емпириски водена“ парадигма кон „водена од податоци“.

Од каде првенствено доаѓаат океанските податоци?

Глобалниот екосистем за океански податоци е колективно составен од меѓународни морски организации, метеоролошки центри, сателитски системи и национални мрежи за набљудување низ целиот свет.

• NOAA (САД): Еден од најкритичните извори на океански податоци во светот, кој обезбедува пакет бесплатни, долгорочни историски податоци со отворен пристап - вклучувајќи ја реанализата на NCEP/NCAR, записите од набљудувањата на ICOADS, податоците за температурата на морската површина на AVHRR и глобалниот систем за прогнозирање GFS.
• Европа (ECMWF и ESA): Податоците од повторната анализа на ERA5 на ECMWF станаа најкритичен извор на податоци за атмосферските форсации за истражување на интеракцијата воздух-море; Серијата сателити Sentinel на ESA покажува значајни предности во далечинското набљудување со SAR, високопрецизното набљудување на морската површина и следењето на морскиот мраз.
• Азија (JMA): Податоците од COBE-SST на Јапонската метеоролошка агенција (JMA) се широко користени во истражувањата поврзани со климата во Северозападниот Пацифик, ENSO и Источна Азија.

Какви видови на океански податоци постојат?

Современите океански податоци се првенствено категоризирани во четири главни типа:батиметриски податоци, податоци од далечинско набљудување, податоци од набљудување на самото место и податоци од повторна анализа.

Батиметриски податоци на морското дно

Ова ја претставува основата за сите океанографски истражувања. Ако некој би го споредил нумеричкото моделирање на океанот со „изградба на зграда“, тогаш батиметријата - длабочината и топографијата на океанското дно - би послужила како „основа“. Најкласичните глобални батиметриски збирки на податоци вклучуваат ETOPO и GEBCO; вториот стана меѓународно призната стандардна основна мапа за топографија на морското дно.

Податоци од сателитско далечинско набљудување

Ова служи како „главна сила“ во современото набљудување на океаните. Неговите клучни предности лежат во неговата широка просторна покриеност, брза фреквенција на ажурирање и капацитет за истовремено глобално набљудување.

• Температура на површината на морето (SST): Збирки на податоци како што се MODIS, AVHRR и OISST се широко користени во истражувања поврзани со ENSO, морските топлотни бранови, струјата Курошио и прогнозирање на рибарството.
• Површински ветрови на морето: Првенствено добиени од сателити со расејување (на пр., ASCAT, SeaWinds и кинеската серија HY-2), овие податоци се клучни за студии за тајфуни, бранови генерирани од ветер и интеракции воздух-море.
• Висина на површината на морето (SSH): Сателитите за алтиметар - како што се TOPEX/Poseidon, Jason и HY-2A - ги следат варијациите на нивото на морето, мезоскалните вртлози и траекторијата на струјата Курошио.
• Синтетички апертурен радар (SAR): Карактеризиран со можности за сите временски услови, цел ден и висока резолуција, SAR може да собира информации за површината на морето дури и ноќе или под облаци. Широко се применува во следењето на морскиот мраз, дамките на нафта, внатрешните бранови, океанските бранови и поморските пловила.

Податоци од набљудување на самото место

Иако просторната покриеност е ограничена во споредба со далечинското набљудување, овие податоци нудат највисоко ниво на точност и служат како витален репер за сите океанографски истражувања.

• Арго пловци: Функционирајќи како „автоматизирани CTD“ кои лебдат низ глобалниот океан, овие пловци периодично се спуштаат и искачуваат за автоматски да ја мерат температурата, соленоста и притисокот, пренесувајќи ги податоците назад во реално време. Илјадниците Арго пловци што моментално се распоредени низ целиот свет заедно ја сочинуваат најголемата мрежа за набљудување на океаните во човечката историја.
• Набљудувања на CTD: Овие остануваат „стандардна опрема“ во океанографските истражувања, обезбедувајќи високопрецизни профили на температура и соленост.

Каде се движи иднината на океанските податоци?

Идната траекторија на развојот на океанските податоци е јасна и решителна:

• Повисока резолуција: Напредување од резолуција на километарска скала до резолуција на сто метри.
• Подобрени можности во реално време: Постепено воспоставување на сеопфатен систем „Океан во реално време“.
• Фузија од повеќе извори: Интегрирање на сателити, бови, нумерички модели, беспилотни платформи и вештачка интелигенција за заедничко работење.
• Интелигенција: Вештачката интелигенција е длабоко вкоренета во морската наука - опфаќајќи предвидување на океаните водено од вештачка интелигенција, реконструкција на недостасувачки податоци, откривање на вирови, пребарување на далечинско набљудување и друго.

Морската наука влегува во сосема нова ера:

| Големи податоци за океанот + вештачка интелигенција = Основен мотор на идните истражувања на океанот

Цврсто веруваме дека вистинската вредност на податоците лежи во нивното ефикасно собирање, длабинско толкување и интелигентна примена.

Со нетрпение очекувам да комуницирам со вас за подлабок разговор.