Глобальная система наблюдений за океаном: океаны данных для прогнозирования системы Земля

«Если вам нравится ваш прогноз погоды на 7 дней, поблагодарите океанографа». — Крейг МакЛин, исполняющий обязанности главного научного сотрудника Национального управления по исследованию океана и атмосферы (НУОА), США; подкомитет по окружающей среде Комитета Палаты представителей по науке, космосу и технологиям, июнь, 2021 год. 

Океан влияет на всех нас. Он покрывает более двух третей поверхности Земли. Он оказывает влияние на нашу повседневную жизнь и широкий спектр экономических секторов — от сельского хозяйства и морской и прибрежной деятельности до туризма, строительства и страхования. Как ключевой компонент климатической системы он оказывает непосредственное влияние на погодные условия по всему земному шару, в том числе и в районах, расположенных за тысячи километров от ближайшего побережья. Это лишь некоторые причины, по которым Глобальная система наблюдений за океаном (ГСНО) имеет критически важное значение для совершенствования продукции и обслуживания, предоставляемых ВМО.

Наблюдения за океаном необходимы для выполнения ВМО своих функций для поддержки предоставления и использования Членами высококачественной и достоверной информации и обслуживания в области метеорологии, климатологии, гидрологии и соответствующих компонентов окружающей среды для повышения благосостояния всех стран. В частности, поскольку общество сталкивается с последствиями изменения климата, потребуется больше данных об океане для более эффективной адаптации и прогнозирования экстремальных погодных и климатических явлений, таких как засуха, наводнения, лесные пожары, тепловые волны и тропические циклоны.

Важность данных об океане была подчёркнута в выводах последнего Оценочного доклада Межправительственной группы экспертов по изменению климата (ОД6¹ МГЭИК, август 2021 года). Наблюдаемые изменения нескольких параметров океана, влияющих на такие явления, как волны тепла, частота ураганов и наводнения, занимают в докладе важное место. С 1980 года температура поверхности моря повысилась на 0,6°C, способствуя избыточному теплосодержанию океана, увеличению примерно в два раза частоты морских волн тепла, которые также стали более интенсивными, и повышению уровня моря, в то время как площадь арктического льда уменьшается. До 2050 года Северный Ледовитый океан, вероятно, будет практически свободен ото льда во время сезонного минимума морского льда. Закисление океана усиливается в результате поглощения выбросов двуокиси углерода и распространяется в глубь океана, вызывая изменения в химическом составе солёной воды.

В нынешних условиях трудно переоценить значение ГСНО как глобальной системы устойчивых наблюдений за океаном. При совместном спонсорстве ВМО, Межправительственной океанографической комиссии (МОК) ЮНЕСКО, Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП) и Международного научного совета (МНС) эта программа возглавляет, поддерживает и координирует долгосрочные, устойчивые наблюдения за океаном в интересах климата, оперативных служб и здоровья океана. В течение трёх десятилетий ГСНО координирует наблюдения in situ через широкий спектр глобальных, национальных и региональных инициатив, проектов и систем наблюдения за океаном.

Сегодня развитие системы ГСНО и внедрение инноваций в соответствии с комплексным подходом к системе Земля и в соответствии со стратегическим планом ВМО имеют критически важное значение для улучшения метеорологического, климатического и гидрологического обслуживания и продукции Членов ВМО. Чтобы поддержать усилия ГСНО по развитию и внедрению инноваций, в этой статье даётся пять рекомендаций. Эти рекомендации, если они будут выполнены, не только помогут ГСНО принять комплексный подход к системе Земля, но и ускорят применение океанических наблюдений в оперативной деятельности ВМО и предоставление данных для улучшения прогнозов погоды и климата, особенно для экстремальных явлений.

1. Дополнить Глобальную опорную сеть наблюдений (ГОСН) ВМО глобальной базовой системой наблюдений за океаном. Эта «базовая» система наблюдений за океаном будет разработана, чтобы удовлетворить приоритетные потребности ВМО в наблюдениях и обмене данными; сосредоточиться на путях обеспечения устойчивого осуществления; и развиваться в соответствии с оперативными и научными движущими факторами.
2. Взаимодействовать с Программой ГСНО по совместному проектированию океанических наблюдений и поддерживать её с целью создания системы, отвечающей потребностям обслуживания, предоставляемого ВМО; например разработать образцовый проект, ориентированный на область использования ВМО.
3. Принять принципы FAIR (Findability (удобный поиск), Accessibility (доступность), Interoperability (функциональная совместимость), Reusability (пригодность для повторного использования)) для данных об океане, чтобы учесть разнообразие систем наблюдения за океаном и систем управления данными.
4. Укреплять связи, сотрудничество и координацию между соответствующим контактным лицом в Национальной метеорологической и гидрологической службе (НМГС) и национальными координаторами ГСНО.
5. Расширять сотрудничество и координацию между региональными альянсами ГСНО (ГРА) МОК и региональными ассоциациями ВМО (РА) в целях совершенствования разработки и сбора данных наблюдений за океаном для применения в рамках ВМО.

Глобальная система наблюдений за океаном (ГСНО):  Текущий статус

С 1991 года ГСНО постепенно создаёт обширную глобальную систему наблюдений за океаном на основе вклада большого числа организаций и правительств, от чего выигрывают все страны мира. В первые два десятилетия своего существования ГСНО уделяла более пристальное внимание развитию, чтобы поддержать науку о климате и выступить в качестве основы для наблюдений, необходимых для оперативных систем прогнозирования. В 2012 году её успешное развитие в сочетании с растущей озабоченностью здоровьем океанов и спросом на информационную продукцию, помогающую странам управлять экономикой океанов, послужило толчком к разработке перспективной Рамочной основы для наблюдений за океаном (РОНО). С тех пор ГСНО руководит осуществлением РОНО с целью предоставления пользователям обслуживания в секторах климата, оперативного обслуживания и здоровья океана, уделяя всё больше внимания прибрежным и региональным морям. 

ГСНО работает в интерактивном режиме с сообществом, занимающимся наблюдениями за океаном, для определения важнейших океанических переменных (ВОкП) и важнейших климатических переменных (ВКлП) на основе оценки возможности применения и оценки воздействия. Наблюдения за ВОкП и ВКлП необходимы для научных оценок изменения климата и здоровья окружающей среды в целях прогнозирования состояния окружающей среды и адаптации к изменению климата, а также для поддержки более эффективной защиты экосистем.

Устойчивость и надёжность распространения данных о ВОкП имеют большое значение для предоставления океанического обслуживания. Около 30 ВОкП примерно поровну распределены между физической, биогеохимической и биологической/ экосистемной областями. Физические ВОкП определены в проекте Единой политики ВМО в отношении данных как «базовые данные», что означает, что Члены обязаны обмениваться ими, в то время как все остальные биогеохимические (БГХ) и био/эко ВОкП классифицируются как «рекомендуемые данные», которыми Членам следует обмениваться для поддержки деятельности по мониторингу и прогнозированию системы Земля.

Сегодня Группа по координации наблюдений ГСНО (ГКН ГСНО) совместно с Объединённым центром ВМО-МОК по поддержке программ океанографических и морских метеорологических наблюдений in situ (ОкеанOПС) укрепляют и координируют деятельность 12 глобальных сетей наблюдений за океаном. В этом исключительно сложном мероприятии задействованы почти 10000 оперативных платформ наблюдения, обязавшиеся предоставлять данные в свободном доступе с качеством и сроком предоставления, пригодных для пользовательских применений. Данные наблюдений включают атмосферные переменные над океаном (такие как давление на поверхности моря, температура поверхности моря, влажность и давление ветра) из каждого района океана, включая недостаточно изученные районы (такие как полюса и Южный океан). Эти 12 глобальных и взаимодополняющих сетей наблюдения за океаном находятся в ведении более чем 80 стран. Сети включают суда, как научные, так и торговые, поверхностные и подводные мобильные приборы, а также стационарные платформы.

1) Текущее состояние: текущее состояние по сравнению с целевым показателем для сети. 2) Направление деятельности, связанное со здоровьем океана, объединяет наблюдения, подтверждающие оценку биологического и геохимического состояния океана. 3) Экстремальные погодные явления включают в себя волны тепла, ураганы и наводнения.   Ныряющие буи: в настоящее время работают 4000 автономных буёв, профилирующих океан до глубины 2000 м, отбирающих пробы температуры и солёности для климатических и сезонных прогнозов, а также для оценки теплосодержания океана / * Появляются задачи, связанные с глубоководными и биогеохимическими наблюдениями с тем, чтобы расширить возможности буёв по глубине (до 6000 м) и по способности выполнять биогеохимические наблюдения. Дрейфующие и полярные буи: 1500 дрейфующих буёв, осуществляющих наблюдение за атмосферным давлением у поверхности, температурой и течениями в Мировом океане; крайне важны для подготовки глобальных и региональных прогнозов погоды. Заякоренные буи: сеть из примерно 400 заякоренных буёв, которые ведут наблюдения за многочисленными атмосферными и океанографическими параметрами, в основном в прибрежных и тропических районах, с целью подготовки регионального прогноза погоды и выполнения работ в океане. Судовые метеорологические измерения: большой флот судов добровольного наблюдения, которые измеряют морские метеорологические параметры для прогнозирования морской погоды и обеспечения безопасности на море; наблюдения ведутся на протяжении 150 лет и также используются в климатических исследованиях. Судовые океанографические измерения: Программа попутных судов сосредоточена на измерениях, проводимых по ходу движения судов добровольного наблюдения, включая температурные профили ОБТ до глубины 1000 м, температуру поверхности моря, солёность и pCO2 на повторяющихся разрезах или опорных линиях. Судовые аэрологические измерения: используя добровольные суда, автоматизированная судовая аэрологическая программа осуществляет сбор данных об аэрологических профилях для оперативных применений и глобальных климатических исследований. Гидрометрические станции: сеть из 290 станций наблюдения за уровнем моря, поддерживающая высококачественные долгосрочные временные ряды об уровне моря для климатических исследований, морских оперативных пользователей и выпуска предупреждений об опасных явлениях. Океанические датчики, переносимые животными: сеть приборов, установленных на морских животных, для получения океанических профилей температуры и солёности, а также поведенческих данных для устойчивого управления. Повторяющиеся разрезы: Исследовательские суда обеспечивают высокое качество данных, собранных на всей глубине и ширине океана на опорных линиях, повторяющихся каждое десятилетие. Они используются как эталон для калибровки приборов, также для климатических исследований, таких как изучение углеродного цикла и морской биогеохимии, и служат основой применений в сфере науки.

Группа технической координации в ОкеанОПС поддерживает осуществление глобальной системы путём интеграции и упорядочения метаданных — основной информации о данных, которая упрощает их поиск и использование. Такое управление метаданными позволяет осуществлять точный мониторинг текущей деятельности по наблюдению за Мировым океаном и обеспечивает предоставление данных и метаданных заинтересованным сторонам.

С другой стороны, ГКН ГСНО поддерживает глобальную систему посредством работы с 12 международными сетями наблюдений за океаном с целью создания общих стратегий в восьми областях, которые включают управление данными, передовую практику, количественные показатели, развитие потенциала и требования. Эти общие стратегии направлены на укрепление 12 сетей, помогают управлять ростом системы и развивать межплатформенную реализацию. Региональные органы также играют определённую роль в управлении ГСНО.

Региональные альянсы ГСНО (ГРА), созданные Региональным советом ГСНО в 1994 году, имеют полномочия на то, чтобы обеспечить связь между «глобальным уровнем и региональным и национальным уровнями». Процесс реформирования ВМО предоставил ГРА и региональным ассоциациям (РА) ВМО возможности для совместной работы по общим вопросам, связывающим океан с метеорологией, посредством создания Совместного совета по сотрудничеству между ВМО и МОК (ССС).

Замечание о спутниковых наблюдениях: хотя в данной статье основное внимание уделяется компоненту наблюдений за океаном in situ, важно также признать влияние весьма значительных инвестиций в наблюдения за океаном из космоса. С момента запуска первых спутников наблюдения за Землёй в конце 1970-х годов отмечается значительное развитие данных дистанционного зондирования океана — от альтиметрии, цвета океана и температуры морской поверхности до солёности. Важность данных дистанционного зондирования для океанических служб трудно переоценить, особенно потому, что они способны заполнить пробелы в системе наблюдений in situ. Например, данные дистанционного зондирования хлорофилла и температуры используются для заполнения пробелов в недостаточных наблюдениях за CO₂ в океане, чтобы достичь охвата, необходимого для оценки глобальных потоков CO₂.

Основная цель ГСНО заключается в том, чтобы данные предоставлялись эффективно, то есть с приемлемой задержкой во времени, качеством и достаточным количеством метаданных, по возможности в соответствии принципам FAIR (Findable (удобные для поиска), Accessible (доступные), Interoperable (функционально совместимые), Reusable (пригодные для повторного использования), службам и пользователям, которые в них нуждаются, и в режиме свободного и открытого доступа. Это непростая задача. Система наблюдений за океаном отличается разнообразием с учётом большого количества участников, предоставляющих данные для большой группы информационных порталов, предназначенных для различных целей. Хотя принципы FAIR являются, по сути, необходимым условием для оперативного обслуживания ВМО, они всё ещё не получили широкого распространения в отношении многих потоков океанических данных, особенно для данных в режиме задержки. В сложившейся ситуации одна из одиннадцати стратегических целей Стратегии ГСНО-2030 предусматривает необходимость предоставления данных об океане в соответствии с принципами FAIR.

Эффективное предоставление данных ГСНО является ключевой целью, которая не может быть достигнута без чётко функционирующей, соответствующим образом подключённой и финансируемой системы управления данными. Для поддержки такой системы управления данными ГСНО рассчитывает на сотрудничество с Программой по международному обмену океанографическими данными (МООД) и Системой океанических данных и информации (ОДИС), а также с Информационной системой ВМО (ИСВ). В частности, разработка ИСВ 2.0 предлагает большой потенциал, чтобы радикально улучшить распространение данных об океане среди всё более широкой группы пользователей.
 

Проблемы и возможности

В настоящее время ГСНО сталкивается с рядом проблем и возможностей, которые подталкивают её к инновациям и развитию. Реагирование на эти проблемы и возможности таким образом, чтобы интегрировать системы наблюдения за океаном в рамки комплексного подхода к системе Земля в соответствии со стратегическим планом ВМО, имеет решающее значение для улучшения метеорологического, климатического и гидрологического обслуживания и продукции Членов ВМО.

Основная задача как для поставщиков, так и для пользователей данными наблюдений за океаном состоит в том, чтобы определить, какие усилия действительно необходимо поддерживать на постоянной основе, а затем установить обязательства по устойчивому финансированию и оперативной поддержке этих усилий. Чтобы ответить на этот вызов, необходимо расширить имеющиеся и создать новые партнёрства в области деятельности по наблюдению за океаном, а также изучить возможность создания глобальной базовой системы наблюдения за океаном.

Экспериментальные или целевые системы наблюдения за океаном оправданы, как правило, в течение ограниченного периода времени для решения исследовательской задачи или удовлетворения конкретной потребности. Однако существует тенденция развитию зависимости от систем, финансируемых в рамках исследований, которые заполняют конкретный пробел в измерениях или охвате, а также к рассмотрению их в качестве реальных оперативных систем. Количество участников наблюдений за океаном способствует разнообразию применений и растущему спросу, а также обогащает наблюдения, которые при осуществлении обмена данными этих наблюдений добавляют ценность для многих других областей. Однако такое разнообразие может также привести к недостатку согласованных действий по выбору приоритетов в области наблюдений за океаном, особенно на национальном уровне, на котором в основном осуществляется финансирование и часто имеет место конкуренция за ресурсы. Кроме того, постоянное использование финансовых средств, выделенных на научные исследования, для поддержки фактически действующих систем ложится бременем на научное сообщество, поскольку эти средства становятся не доступными для новых исследований.

Не существует чудодейственного средства, которое обеспечит новое финансирование наблюдений за океаном для поддержки перехода к оперативной деятельности. Однако установление более тесных связей между национальными учреждениями, входящими в ВМО, и учреждениями, входящими в МОК, может принести взаимную пользу в плане расширения сотрудничества, повышения эффективности и сокращения дублирования. Кроме того, необходимо разработать открытую процедуру, инструменты и инфраструктуру для координации и приоритизации требований пользователей и оценки возможностей системы, чтобы обеспечить независимость от используемой платформы. Более чёткое определение того, какие элементы глобальных (и, соответственно, региональных и национальных)  систем наблюдения за океаном могут составлять минимальную базовую систему наблюдений за океаном, будет способствовать принятию более эффективных решений организациями, возглавляющими развитие систем наблюдения. Такие организации (например спутниковые операторы) стремятся заручиться обязательствами по обеспечению постоянного финансирования для эксплуатации и обслуживания спутников в долгосрочной перспективе и часто — для свободного обмена данными с мировым сообществом. Их работа по привлечению средств и развитию должна опираться на ВОкП и другие установленные приоритеты в области океанографических данных, а также на уже реализуемые инициативы.

ГСНО, а также партнёрство ВМО-МОК охватывают весь спектр применения океанических наблюдений. Они варьируются от понимания, моделирования и прогнозирования состояния и структуры океанов, с тем чтобы более эффективно управлять угрозами, опасностями, продуктивностью и устойчивостью океанической среды, до понимания роли, которую океаны играют в качестве неотъемлемой части общей системы Земля во всех временных масштабах.

Такой широкий спектр применения означает, что необходимы как устойчивые и непрерывные, так и целевые наблюдения за океаном (как указано в Стратегии ГСНО до 2030 года). Однако и в этом случае было бы полезно определить приоритеты. Следует изучить возможность формализации многоуровневого подхода к системе наблюдений за океаном, основополагающим компонентом которого является глобальная базовая система наблюдений за океаном. Такая глобальная базовая система наблюдений за океаном будет предназначена для удовлетворения приоритетных потребностей в наблюдениях и обмене данными, будет развиваться и обновляться в соответствии с оперативными и научными факторами и сосредоточится на путях к устойчивому осуществлению.

Решение проблемы барьеров, связанных с национальным суверенитетом над морями, является ещё одним важным моментом при разработке и реализации глобальной системы наблюдений за океаном. Практический семинар «Безопасный океан», организованный ВМО в 2019 году, подчеркнул важность содействия в обеспечении доступа к исключительным экономическим зонам (ИЭЗ), в частности для проведения подповерхностных измерений и обмена данными подповерхностными измерениями, имеющими критически важное значение для оперативных применений, таких как прогнозирование погоды и безопасность жизни на море. Программа Арго, самый богатый источник данных подповерхностных наблюдений, облегчила доступ для размещения приборов в открытом море, которые дрейфуют в направлении ИЭЗ, но не для их размещения непосредственно в ИЭЗ, что неизбежно ограничивает глобальный охват данными. Двусторонние запросы на получение разрешения на проведение морских научных исследований, которые необходимо подать за шесть месяцев до начала исследований, сегодня в основном не удовлетворяются; такие запросы практически невозможно осуществить в отношении автономных приборов, устанавливаемых исходя из наличия широкого спектра возможностей во многих странах, в том числе третьими сторонами. Необходимо оказать содействие проведению этих критически важных наблюдений, возможно на основе схемы уведомления Арго, чтобы гарантировать транспарентность для прибрежных государств.
 

Карты, составленные с помощью ОСКАР/Поверхность ВМО при отсутствии и наличии океанических наблюдений ГСНО
Хотя Инструмент анализа и обзора возможностей систем наблюдения (ОСКАР) ВМО предписывает проведение наблюдений за поверхностью, мы упускаем 2/3 поверхности Земли, если не включаем данные об океане. Дополнение ГОСН океаническими наблюдениями — это продвижение к улучшению климатического и метеорологического обслуживания для поддержания жизни, источников средств к существованию и имущества. Исходя из этого рисунка, на котором представлен тропический район Тихого океана, где наблюдается Эль-Ниньо, очевидна необходимость включения океанических данных в единую систему; зелёные точки на правой панели — это океанические наблюдения.

В то же время привлекательно выглядит ряд возможностей, в первую очередь — Единая политика ВМО в отношении данных. Такое существенное обновление Политики ВМО в отношении данных даёт сообществу исследователей океана уникальную возможность. Это обеспечит сообществу гораздо более свободный и неограниченный доступ к данным из нетрадиционных источников (например к данным о погоде, атмосфере и криосфере), которые влияют на обслуживание и исследования, связанные с океаном, используя такие области применения, как сопряжённое моделирование. Кроме того, доступ к инструментам ИГСНВ и ИСВ будет способствовать повышению обнаруживаемости, стандартов, идентификаторов станций и обмену, что будет отвечать целям как ВМО, так и сообщества, занимающегося наблюдениями за океаном. Единая политика ВМО в отношении данных также приведёт к повышению уровня признания поставщиков данных путём идентификации научных данных, используемых в оперативных целях. Наконец, пересмотренная Политика также способна повлиять на национальную политику, открывая тем самым возможности для межучрежденческого обмена и координации данных об океане на национальном уровне.

Кроме того, передовые проекты, такие как OpenGTS, предоставляют возможность расширить доступ к бесплатным метеорологическим и океанографическим данным. Такие проекты покажут преимущества интегрированного и совместного подхода к таким стратегическим областям, как открытый доступ к данным, прогноз метеорологических и океанических явлений и предупреждения об опасности для окружающей среды. В плане осуществления ИСВ 2.0 OpenGTS одобрен в качестве показательного проекта; он включает мероприятия, которые могут принести пользу сообществу ВМО в плане обеспечения более широкого и всеобъемлющего доступа к данным.

Ряд дополнительных возможностей возник в рамках других международных проектов по управлению данными. Чтобы оптимизировать финансирование из различных источников и удовлетворить требования учреждений по наблюдению за океаном, ГСНО участвует во многих других международных мероприятиях по управлению данными, которые направлены на упорядочение управления данными и метаданными на международном уровне и разработку глобальной стратегии и единого плана осуществления. ГКН, ОкеанОПС, МООД и ВМО играют определённую роль в этой работе. Этот стратегический координационный потенциал поддерживается инфраструктурой ГСНО и уже продемонстрировал свою плодотворность и эффективность. Стоит отметить, в частности, проект «Передовые практики в области использования данных об океане», который направлен на улучшение использования наблюдений, а также данных и метаданных.
 

Практические успехи, помогающие улучшить обслуживание

Наблюдения за океаном имеют основополагающее значение для обеспечения готовности стран к погодным условиям и жизни с учётом климатических факторов. Несколько примеров ниже демонстрируют, как данные об океане используются или могут быть использованы для подготовки более точных прогнозов погоды.

• Наблюдения за давлением на уровне моря (ДУМ), полученные с помощью дрейфующих буёв, имеют важное значение для численных прогнозов погоды (ЧПП), предоставляемых метеорологическими учреждениями по всему миру.
• Программа модернизации барометров Группы экспертов по сотрудничеству в области буёв для сбора данных, поддерживаемая Глобальной программой по использованию дрейфующих буёв НУОА, позволяет пользователям из метеорологического сообщества измерять атмосферное давление на уровне моря в исследуемых районах; пользователи просто оплачивают дополнительные расходы на добавление барометрического порта и датчика давления к стандартному дрейфующему бую.

Наблюдения in situ за давлением на уровне моря (ДУМ) с помощью поверхностных дрейфующих буёв чрезвычайно ценны для получения полей глобального приземного давления и вносят значительный вклад в успешность ЧПП. Анализ влияния наблюдений на чувствительность прогноза (график) показывает, что дрейфующие буи ДУМ обеспечивают наибольший вклад в успешность прогноза в расчёте на одно наблюдение.

• Достигнут прогресс в прогнозировании экстремальных явлений с использованием данных об океане. Несколько типов станций наблюдения за океаном — дрейфующие буи, океанские глайдеры, буи Арго и заякоренные буи — собирают данные об океане вдоль предполагаемых путей тропических циклонов для усвоения в реальном времени в моделях ЧПП.
• С 2020 года североатлантические ураганы создают реальные ситуации для НУОА, позволяя агентству оценить океанический компонент в полном сквозном потоке данных для прогноза ураганов.

НУОА предприняло усилия по улучшению прогнозов интенсивности ураганов в августе 2020 года в отношении урагана Исайяс с использованием наблюдений in situ, включая глайдеры, дрейфующие буи и буи Арго

• Аналогичным образом, Департамент метеорологии Индии (ИМД) в сотрудничестве с Индийским национальным институтом океанских технологий предоставляет временные ряды наблюдений с сети заякоренных буёв, чтобы содействовать улучшению прогнозов траекторий и интенсивности циклонов. Высокочастотные наблюдения за подповерхностной температурой океана чрезвычайно полезны для точной оценки теплосодержания верхнего слоя океана и для понимания роли океана в интенсификации тропических циклонов.
• Система наблюдений в тропической зоне Тихого океана (СНТТО) обновляется как совместно разработанная система атмосферных и океанических наблюдений в поддержку исследований дальних корреляционных связей в атмосфере, то есть изучения того, как климатические аномалии связаны друг с другом на больших расстояниях, а также в поддержку оперативного прогнозирования.

Система наблюдений в тропической зоне Тихого океана (СНТТО) 

СНТТО — это многонациональная система метеорологических и океанографических наблюдений за океаном, предназначенная для измерения подповерхностных и поверхностных слоёв океана и атмосферы в тропической зоне Тихого океана примерно от 10° ю.ш. до 10° с.ш. СНТТО стремится ускорить развитие технологий, понять и предсказать изменчивость тропической зоны Тихого океана, информировать политиков и принести пользу обществу.
 

Атлас CO2 на поверхности океана (SOCAT) — это продукт синтеза прошедших контроль качества наблюдений за fCO2 (летучесть углекислого газа) на поверхности океана.

Что касается климата, то данные об океане необходимы для эффективного прогнозирования, однако потребности в качественных данных остаются неудовлетворёнными. Уровень двуокиси углерода в атмосфере увеличился примерно на 50 % с доиндустриальных времён; это основной фактор изменения климата. Океан принял на себя примерно 45 % совокупных выбросов ископаемого топлива. Критически важно внимательно следить за потоком CO₂ между океаном и атмосферой и за темпами накопления углерода во внутренних слоях океана. Однако существуют большие пробелы в необходимых наблюдениях, особенно в связи с большой сезонной изменчивостью CO₂ в поверхностном слое океана, а усилия по наблюдениям в настоящее время координируются слабо. Данные об океаническом углероде в настоящее время доступны в основном в виде информационной продукции, создаваемой по инициативе сообщества: SOCAT (Атлас CO₂ на поверхности океана) сосредоточен на данных о поверхностном углероде, тогда как GLODAP (Проект по анализу глобальных данных об океане) предоставляет данные об углероде внутри океана.

Общим знаменателем успеха и прогресса в приведённых выше примерах является сотрудничество между океанографическими институтами и метеорологическими учреждениями. Без технического, оперативного, финансового и политического партнёрства эти достижения были бы невозможны. Сотрудничество между атмосферными и океанографическими сообществами на всех уровнях является необходимым условием для любых усилий по улучшению метеорологического и климатического обслуживания.
 

Процесс совместного проектирования океанических наблюдений

Нам нужны дополнительные наблюдения за океаном, но нам также необходимо убедиться, что финансовые средства расходуется разумно, и установить чёткие приоритеты для будущих инвестиций в наблюдения за океаном. Устранение разобщённости между океанографическими институтами и метеорологическими учреждениями имеет критически важное значение для обеспечения максимально возможной отдачи от инвестиций и для эффективной пропаганды океанических наблюдений на самом высоком политическом уровне. Оно также ускорит применение океанических наблюдений и предоставление данных для оперативной деятельности ВМО, тем самым помогая её Членам улучшить прогнозы погоды и климата, особенно в отношении экстремальных явлений.

Многообещающим мероприятием является совместное проектирование океанических наблюдений ГСНО, которое представляет собой одну из программ, одобренных в рамках Десятилетия океана Организацией Объединённых Наций. Совместное проектирование направлено на привлечение океанографических институтов и метеорологических учреждений к совместному созданию процесса, инфраструктуры и инструментов, необходимых для развития по-настоящему комплексной системы наблюдений за океаном.

Совместное проектирование ГСНО позволит разработать процесс, в большей степени ориентированный на пользователя, для разработки и реализации широкого диапазона океанических наблюдений путём объединения усилий с сообществами, занимающимися моделированием, прогнозированием и предоставлением обслуживания. Совместное проектирование соответствующей целям ВМО системы наблюдений за океаном потребует от экспертов ВМО тесного сотрудничества с коллегами ГСНО на каждом этапе цепочки создания стоимости. Образцовые проекты, такие как прогнозирование экстремальных явлений или учёт углеродных выбросов, выбираются для того, чтобы оценить наблюдения, необходимые для обеспечения улучшенных прогнозов ВМО.

Единая политика ВМО в отношении данных имеет потенциал для влияния на национальную политику, которая создаст возможности для межучрежденческого обмена и координации океанографических данных на национальном уровне. С учётом инвестиций и партнёрств Фонда финансирования систематических наблюдений (ФФСН) впервые появилась возможность включить существующие океанические наблюдения в ГОСН, чтобы охватить оставшиеся 2/3 поверхности Земли. Совместное проектирование, совместное инвестирование и совместная пропаганда будут способствовать развитию соответствующего потенциала наблюдений за океаном для обеспечения прогнозов климата и погоды, необходимых для поддержки принятия краткосрочных и долгосрочных решений с учётом изменения климата.