Океан покрива приближно 71% Земљине површине. Од предвиђања путање тајфуна и развоја морских ранчева до обезбеђивања безбедне поморске пловидбе и ублажавања морских катастрофа – па чак и до истраживања глобалних климатских промена – практично свако модерно истраживање морске науке ослања се на један кључни ресурс: податке о океанима.

За оне који тек улазе у поморску област, прави изазов често није „недостатак података“, већ „прекомерност података“. У стварности, подаци о океанима не постоје изоловано; уместо тога, развили су се у свеобухватни екосистем који обухвата „посматрање — даљинско очитавање — моделирање — асимилацију — интелигентну анализу“.

Зашто је морска наука све више зависна од података?

У прошлости, човечанство се првенствено ослањало на истраживачке бродове,станице са бовом, и ручна посматрања ради разумевања океана. Иако је овај приступ нудио високу прецизност, патио је од ограниченог просторног покривања и дугих циклуса посматрања.

Данас, са напретком у сателитском даљинском очитавању, аутоматизованим платформама за посматрање, пловцима Арго, нумеричким моделима и технологијама асимилације података, посматрање океана је ушло у праву еру „великих података“. Његове дефинишуће карактеристике могу се сумирати као: масивне размере, широка покривеност, велика брзина и вишедимензионално богатство.

• Количина података је порасла са нивоа гигабајта (ГБ) на ниво петабајта (ПБ).
• Временски опсег се проширио са пуких деценија на распоне који прелазе један век.
• Просторна покривеност сада обухвата цео светски океан.
• Посматрани параметри обухватају више димензија, укључујући температуру површине мора, салинитет, океанске струје,таласи, поља ветра, концентрације хлорофила, морски лед и још много тога.

Истовремено, резолуција података се наставља побољшавати – док су глобални модели океана историјски имали уобичајену резолуцију од 1°, сада напредују ка резолуцији од 1/12°, или чак скалама испод километара. Наша способност да проучавамо океанске структуре финих размера – као што су мезоскални вртлози, приобални фронтови и унутрашњи таласи – достигла је ниво далеко изнад онога што је раније било могуће.

У извесном смислу, модерна морска наука тренутно се пребацује са „емпиријски вођене“ парадигме на ону „вођену подацима“.

Одакле првенствено долазе подаци о океанима?

Глобални екосистем података о океанима колективно чине међународне поморске организације, метеоролошки центри, сателитски системи и националне мреже за посматрање широм света.

• NOAA (САД): Један од најважнијих светских извора података о океанима, који пружа скуп бесплатних, отвореног приступа и дугорочних историјских података — укључујући NCEP/NCAR реанализу, ICOADS записе посматрања, AVHRR податке о температури површине мора и GFS глобални систем прогнозирања.
• Европа (ECMWF и ESA): Подаци реанализе ERA5 ECMWF-а постали су најкритичнији извор података о атмосферском дејству за истраживање интеракције ваздух-море; серија сателита Sentinel ESA-е показује значајне предности у даљинском очитавању помоћу SAR-а, високопрецизном посматрању површине мора и праћењу морског леда.
• Азија (JMA): Подаци COBE-SST Јапанске метеоролошке агенције (JMA) се широко користе у истраживањима која се тичу климе северозападног Пацифика, ENSO и источне Азије.

Које врсте података о океанима постоје?

Модерни подаци о океанима се првенствено категоришу у четири главне врсте:батиметријски подаци, подаци даљинске детекције, подаци посматрања in situ и подаци реанализе.

Батиметријски подаци морског дна

Ово представља основу свих океанографских истраживања. Ако би се нумеричко моделирање океана упоредило са „изградњом зграде“, онда би батиметрија – дубина и топографија океанског дна – служила као „темељ“. Најкласичнији глобални батиметријски скупови података укључују ETOPO и GEBCO; овај други је постао међународно призната стандардна основна мапа за топографију морског дна.

Подаци сателитског даљинског истраживања

Ово служи као „главна снага“ у модерном посматрању океана. Његове кључне предности леже у широкој просторној покривености, брзој учесталости ажурирања и могућности истовременог глобалног посматрања.

• Температура површине мора (SST): Скупови података као што су MODIS, AVHRR и OISST се широко користе у истраживањима која укључују ENSO, морске топлотне таласе, Курошиову струју и прогнозе рибарства.
• Поља ветра на површини мора: Првенствено добијени са сателита за мерење ветрова (нпр. ASCAT, SeaWinds и кинеске серије HY-2), ови подаци су кључни за проучавање тајфуна, таласа генерисаних ветром и интеракција ваздуха и мора.
• Висина морске површине (SSH): Алтиметарски сателити — као што су TOPEX/Poseidon, Jason и HY-2A — прате варијације нивоа мора, мезоскалне вртлоге и путању Курошио струје.
• Радар са синтетичком апертуром (SAR): Карактерише га могућност рада у свим временским условима, током целог дана и високе резолуције, SAR може да прикупи информације о површини мора чак и ноћу или испод облачности. Широко се примењује у праћењу морског леда, изливања нафте, унутрашњих таласа, океанских таласа и поморских бродова.

Подаци посматрања на лицу места

Иако је просторна покривеност ограничена у поређењу са даљинским очитавањем, ови подаци нуде највиши ниво тачности и служе као витална референтна тачка за сва океанографска истраживања.

• Арго бове: Функционишући попут „аутоматизованих ЦТД-ова“ који лебде кроз глобални океан, ови пловци се периодично спуштају и издижу како би аутоматски мерили температуру, салинитет и притисак, преносећи податке назад у реалном времену. Хиљаде Арго пловака тренутно распоређених широм света заједно чине највећу мрежу за посматрање океана у људској историји.
• CTD посматрања: Ова посматрања остају „стандардна опрема“ у океанографским истраживањима, пружајући високо прецизне профиле температуре и салинитета.

Куда иде будућност података о океанима?

Будућа путања развоја података о океанима је јасна и одлучна:

• Већа резолуција: Прелазак са километарске на стотину метара резолуције.
• Побољшане могућности рада у реалном времену: Постепено успостављање свеобухватног система „Океан у реалном времену“.
• Фузија више извора: Интеграција сателита, бова, нумеричких модела, беспилотних платформи и вештачке интелигенције за заједнички рад.
• Интелигенција: Вештачка интелигенција је постала дубоко укорењена у морској науци – обухватајући прогнозирање океана вођено вештачком интелигенцијом, реконструкцију недостајућих података, откривање вртлога, преузимање података даљинске детекције и још много тога.

Морска наука улази у потпуно нову еру:

| Велики подаци о океану + вештачка интелигенција = кључни мотор будућег истраживања океана

Чврсто верујемо да права вредност података лежи у њиховом ефикасном прикупљању, дубоком тумачењу и интелигентној примени.

Радујем се комуникацији са вама ради дубљег разговора.