打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
全球海洋观测系统(下)关键的卫星系统产品都有哪些?

文章仅供参考,观点不代表本机构立场。

一种基于加强区域,团体和新技术协作化的全球海洋观测系统(GOOS)

作者:学术plus评论员  空海跨域君  


海洋观测系统的跨国合作:国家能力和跨国合作的力量的利用

全球海洋观测的大部分投资来自国家行为,传统上来讲,诸如Argo浮标和卫星虚拟星座之类的国际项目一直是全球海洋观测系统的重点。如今,更多地专注于对涉及面更广的国家项目的投资,以此能更好地利用国家能力和多边合作的力量。

美国、澳大利亚和欧洲已经开始同全球海洋观测系统区域联盟共同合作参与的国家项目。在其他情况下,全球海洋观测系统区域联盟对目前不符合全球海洋观测系统制度的印度、南非、加拿大和南美的国家项目也进行了投资。此外,最近的跨国项目(例如热带太平洋观测系统2020和大西洋观测系统)正在激发关于未来流域范围海洋观测系统治理的讨论。 

一、国家能力和地区联盟

1、当前的全球海洋观测系统区域联盟

  • 在2012年至2015年担任全球海洋观测系统区域联盟理事会主席期间,美国综合海洋观测系统已与邻近水域的国家合作,投资了新技术和网络,同时接受了国际数据标准化。
  • 澳大利亚的综合海洋观测系统(IMOS)是最新的全球海洋观测系统区域联盟。成立于2007年,极大地受益于全球海洋观测大会OceanObs'09提出的思想以及开发海洋观测框架的过程。该系统在2014年被公认为全球海洋观测系统区域联盟。
  • 欧洲全球海洋观测系统汇集了欧洲境内的42个会员机构和5个区域海洋观测系统。目前正在与MON全球海洋观测系统(在地中海)和黑海全球海洋观测系统紧密合作。并开发由社会团体驱动的欧洲海洋观测能力协调框架。

2、加强全球海洋观测系统区域联盟的机遇

如“全球化思考,地方化行动——全球海洋观测系统区域联盟之间合作的挑战与机遇”一节中所述,全球海洋观测系统区域联盟的构成并非千篇一律。在某些情况下,尚未成为全球海洋观测系统机构的一部分政府间海洋学委员会成员国中存在成熟的海洋观测网络。

3、印度

“印度洋—全球海洋观测系统”是一个专注于印度洋流域的全球海洋观测系统区域联盟。但是,印度也有一个非常成熟的国家海洋观测网络(OON),该网络运营着Argo浮标、抛弃式测温仪器(XBT)、测流计、波浪观测浮标、海啸观测浮标、潮汐仪、舰载气象站和系泊网络。印度国家海洋信息服务中心(INCOIS),国家海洋技术研究所(NIOT),地球系统科学组织(ESSO)和相关组织的集中海洋观测能力在全球具有重要意义。

4、南非

非洲全球海洋观测系统是一个有广阔海洋区域可以观测的全球海洋观测系统区域联盟,同时涵盖了陆地和海洋环境,但目前尚无资金支持。它包括一个海洋—近岸系统(Egagasini)节点和一个沿海(Elwandle)节点。自2008年以来,用于长期生态研究的包括100个原位仪器的前哨沿海地区,一直在收集数据。

二、4大未来联盟

1、大西洋观测系统(AtlantOS)

2013年5月,欧盟(EU)、加拿大和美国签署了关于大西洋合作的戈尔韦声明,其明确目标是“在健康,能复原,安全,多产,被理解和被珍惜的大西洋上实现共同愿景,以促进今世后代的福祉,繁荣和安全”。大西洋观测系统的目标是将一组松散协调的现有海洋观测活动转变为目标导向的大西洋综合海洋观测系统(IAOOS)。

2、热带太平洋观测系统2020

基于对热带太平洋科学的现代理解,对构成热带太平洋观测系统当前配置的所有要素进行评估,并在必要时进行更改。目前已经建立了一个热带太平洋观测系统资源论坛,以考虑长期筹资和治理问题。

3、南部海洋观测系统(SOOS)

南部海洋观测系统是南极研究科学委员会和海洋研究科学委员会(SCOR)的一项国际倡议。南部海洋观测系统于2011年正式启动。在南极地区,科学活动受到政府间海洋学委员会体系外的国际条约和组织的指导。

4、地球观测小组(GEO)

地球观测小组是一个政府间组织,致力于改善地球观测的可用性,获取度和利用度。在地球观测小组内部,海洋团体参与了两项工作。

首先,美国海洋生物多样性观测网络项目的资金引入了地球观测小组生物多样性网络的海洋组成部分。海洋生物多样性观测网络在地球观测小组的美洲区域性努力下正在开展南极到北极之间观测工作。通过地球观测小组的蓝色星球”计划,代表观测、数据管理和建模团体的海洋团体汇聚在一起,以促进和开发众多致力于海洋和沿海水域的观测项目之间的协同增效效应,尤其是提高了人们在公共和政策层面对海洋观测的社会效益的认识。美国为“蓝色星球”计划提供了执行秘书处相关资源,澳大利亚为提供了资金建立该计划的官方网站。美国政府项目监督部门和欧盟也提供了相应支持。该倡议由六个工作组组织,两个项目包括:(1)珊瑚礁内衬岛屿的预警系统;(2)加勒比海地区的多灾种信息和报警系统,以及海洋生物多样性观测网络和海域水质这两个节点。

三、总结和建议

(1)资源是有限的,团体是无法被割据的。建议就全球海洋观测系统如何组织其成员的贡献进行有力的对话。具体而言,尽管全球海洋观测系统区域联盟取得了一些进展,但挑战依然存在。流域尺度的努力已经出现。这两个结构如何互补?是否有应出现的混合组织?

(2)全球海洋观测系统区域委员会在过去的十年中一直很活跃,但从未得到政府间海洋学委员会的认可。在对整个组织进行讨论之前,政府间海洋学委员会对全球海洋观测系统区域委员会的认可可以帮助加强全球海洋观测系统区域联盟的基础。

(3)全球海洋观测系统应该评估和制定招股章程,以参加全球海洋观测系统区域联盟,通过国家项目来吸引会员,壮大队伍。

(4)全球海洋观测系统应该对新兴网络采用更具包容性的方法,并且应成为新兴发展技术的友好系统。同时应当编写并采用明确清晰的纳入标准和程序。

(5)全球海洋观测系统和地球观测小组都是召集机构,它们本身没有资源来实施观测系统。全球海洋观测系统和地球观测小组确实吸引了不同的领导者和资金来源。这些组织应该找到相互支持的方式,并消除人们认为它们是相互竞争的观念。

(6)全球海洋观测系统应该找到与地球观测小组合作的新方法,以证明海洋观测对于政策和经济繁荣至关重要。

(7)地球观测小组的新任秘书长表示,地球观测小组应该带头提供精选的原位观测数据;全球海洋观测系统应领导海洋观测工作。

(8)建议全球海洋观测系统采用以下术语,以帮助推进有关持续供资的讨论:

  • 持续性观测:定期进行的测量,用于持续监控。这些测量可以用于公共服务,也可以用于出于公共利益的地球系统研究。

  • 试验性观测:用于研究和开发目的的监视的测量(在有限的观测期内进行)。这些测量有助于提升人类知识,探索技术创新,改善服务,并且在许多情况下可能是各自领域内的第一批数据。

以这种方式,各国可以继续寻求适当的不同类型的资金来源,并被认为是需要长期维持的观测结果。这也有助于向潜在的资助机构传达一致的信息。 

在过去的十年中,海洋观测在从原位,卫星和其他遥感平台等方式扩展基本海洋变量以及提高准确性和时空分辨率及覆盖范围方面取得了长足进步。在某种程度上,海洋观测系统的设计,实施和产品的产生是通过卫星和原位观测的两种方式得到的数据结果来指导的,以最大程度地提高收益并降低成本。本节回顾了在这些领域中取得的进展,并展望了未来对新功能的期望。

一、卫星海洋观测及产品开发和服务

各国已根据其国家需要和663个优先事项运行了地球观测卫星。在科学/应用664项需求和成本约束的推动下,国际合作也得以建立。

最近,由不同国家共同/各自发射的卫星群近期已显示出了能解决当同时飞行的多颗卫星的数据合并在一起时,海洋和大气的精细度和较短暂的时间尺度变化的附加价值。这凸显了进行国际协调以确保地球观测卫星星座的连续性以及持续进行质量控制和及时公开获取数据的重要性。例如,在图3中描绘了跨越多个国家历时20年,跨越了2019年全球海洋观测大会OceanObs 19,运行的极地轨道卫星。此处的数据是从世界气象组织观测系统能力分析和审核系统[OSCAR]中提取的。

 图3 主要极地轨道运行卫星的示意图

随着卫星技术的进步,增加了用于测量更重要的海洋和大气变量的新型传感器。例如,新的美国国家海洋与大气管理局极地联合卫星系统(包括欧洲气象卫星开发组织[EUMETSAT]的Metop飞船)卫星配备了先进的传感器,并且包括:

(1)先进的微波测深仪(ATMS,用于测量湿度和温度);
(2)跨轨红外测深仪(CrIS,用于监测水分和压力);
(3)臭氧测绘仪系统(OMPS,用于测量臭氧水平);
(4)可见红外成像辐射计系统(VIIRS,用于观测天气、气候、海洋、夜光、野火、冰面运动以及植被和地貌的变化);
(5)云与地球的辐射能系统(CERES)。

除了天气和海洋观测卫星外,一些太空机构还运营着以研究为导向的地球观测卫星。例如,自1980年代以来,美国国家航空航天局(NASA)就一直在运行各种研究型地球观测系统(EOS)卫星。这些卫星中有许多是与美国国家海洋与大气管理局和其他国际合作伙伴(如欧洲航天局(ESA))联合执行的任务,例如Jason高度计卫星。这些卫星测量的是气候和地球的基本环境变量,例如辐射,云,水蒸气和降水,海洋状态,温室气体,陆地表面水文学和生态系统过程,冰川,海冰和冰盖,臭氧和平流层化学,天然和人为气溶胶等。不久的将来,一些任务包括对地球地表水进行地表水海洋地形的全球调查任务,使科学家们能够从太空中首次全面了解地球的淡水体,并且比以往任何时候都更详细地测量海洋表面。

对地轨道运行环境卫星(GOES)与极地轨道卫星相辅相成,可对地球环境进行连续的监视,从而确保对恶劣天气情况(例如龙卷风,山洪暴发,冰雹和飓风)进行持续监测。

  • 1975年,美国研发出对地轨道运行环境卫星GOES系列。目前最新一代美国对地轨道运行环境卫星是GOES-R系列,并计划在四颗卫星上配备更先进的传感器,分别是:2016年发射的GOES-R/GOES-16;2017年发射的GOES-S/GOES-17;计划于2020年发布的GOES-T以及计划在2024年进行的GOES-U。

  • 此外,欧洲气象卫星开发组织还运行着Meteosat卫星:Meteosat-8,-9,-10和-11,它们在欧洲,非洲和印度洋上空运行。

在欧洲,由欧洲委员会管理的名为“哥白尼”系统协调对地观测和监测的项目由两个主要部分组成:由欧洲航天局(ESA)执行的空间部分和由欧洲环境局代理机构和欧盟国家执行的原位部分。空间部分包括两组卫星:哥白尼专用卫星(六个“前哨卫星”)和派遣团,大约30个由国家,欧洲或国际组织运营的卫星团。欧洲气象卫星开发组织在ESA支持下负责操作Sentinel-3卫星,并提供海洋数据,还将操作和交付Sentinel-4和Sentinel-5仪器以及Sentinel-6卫星的产品。

在亚洲,日本航空航天探索局(JAXA)管理着日本的地球观测卫星,包括当前的全球气候变化观测任务—气候/水(GCOM-C,GCOM-W),全球降水卫星图(GSMaP),以及AMSR-E微波雷达。印度空间研究组织运营着印度的地球观测卫星,包括OceanSat-1/2和SCATSAT(为用户提供天气预报,飓风检测和跟踪服务的风矢量数据产品),INSAT-3D/3DR,带有“百眼巨人”系统(ARGOS)的卫星和ALTIKA卫星(SARAL测高卫星,印度—法国联合海面高度测量卫星任务)。在中国,中国气象局(CMA)运营气象卫星“风云”系列,中国国家海洋局(SOA)运营海洋气象卫星“海阳”系列。2018年发射了中法联合海洋卫星(CFOSAT),以研究海洋表面的风浪情况。

二、原位海洋观测及产品开发与服务

除了在国际上早先讨论过的诸如全球海洋观测系统区域联盟之类的协调区域观测体系外,世界气象组织 / 政府间海洋学委员会 海洋和海洋气象联合技术委员会还是协调世界范围内原位观测和数据管理的联络点。由海洋和海洋气象联合技术委员会原位观测计划支持中心(JCOMMOPS)监视的全球观测系统的快照如图4所示。

 图4 由海洋和海洋气象联合技术委员会原位观测计划支持中心监视的全球观测系统的快照

主要的海面观测平台包括:船舶,系泊和漂流浮标,Argo浮标和滑翔机。他们的数据用于海洋和天气预报,气候研究以及监测/社会应用。来自许多这样的观测系统的数据,例如来自TAO/TRITON、RAMA、PIRATA、OceanSITES的系泊浮标,各种国家和沿海浮标网络,来自SOOP/VOS/VOSclim和Argo的船舶数据,也都通过世界气象组织全球电信系统近实时到业务预报中心。

利用船舶观测的历史最长,始于1662年。漂流浮标观测在20世纪70年代后期变得流行,并以全球化必要条件的形式得以维持。Argo浮标在20世纪90年代变得非常丰富,该设备提供了垂直剖面角度对温度和盐度的测量以及沿浮子地下漂移轨迹的测量。尽管Argo浮标最初专注于温度和盐度,但在2009年全球海洋观测大会OceanObs’09上仍要求该浮标测量其他参数,例如生物地理化学变量等。自那时以来,随着国际参与度越来越高,装备有与含氧量,pH值,硝酸盐,叶绿素,反向散射和辐照度有关的传感器的生物地理化学(BGC)Argo浮标一直在增加。南部海洋含碳量与气候观测和监测相关项目已经证明了生物地理化学Argo浮标在流域尺度上的成功应用,并且是最近生物地理化学剖面数据扩展的主要原因。截至2018年10月8日,通过313个传感器/浮标获得了10,413个含氧量剖面图,通过135个传感器获得了3,692个三氧化氮量剖面图,通过104个传感器获得了2,481个pH值分布图,通过209个传感器获得了7,244个叶绿素a和悬浮粒子数据,以及通过60个传感器获得了2,949个垂直剖面辐射辐照度分布图。

新技术和无人艇(USV)正在被整合到海洋观测系统中。全球电信系统的大多数最新添加内容是来自Saildrone公司的无人艇的数据。美国美国国家海洋与大气管理局与Saildrone公司在多个地区项目中进行了合作,包括:北极地区执行了四次任务,在热带太平洋观测系统进行了两次任务,在北美西海岸进行了一次渔业调查,并在南大洋进行了测试任务。Saildrone公司的平台是一个真正的配备了一套用于测量气象,海洋,物理和生物地理化学变量的传感器的集成系统。另外,他们已经开发了许多可商购的无人艇,被越来越多的学术界和工业界购买使用,例如Wave Glider,AutoNaut和Sailbuoy,并且这些无人艇都携带了气象和海洋学传感器,它们可以为全球海洋观测系统做出贡献。

三、团体和国际合作

由于地球的气候和环境条件没有国界,因此,如何成功地进行国际协调就显得尤为重要。如今在地球观测卫星委员会(CEOS,成立于1984年)的领导下,有60个参与机构运作了156颗卫星,其中包括海洋观测卫星。地球观测卫星委员会是一种机制,该机制可以使这些组织聚集在一起,统筹合作。

四、卫星与原位观测混合产品和服务

海洋和天气预报,科学研究和评估以及社会应用对时空分辨率,准确性和覆盖范围的应用需求越来越高。但是,每个单独系统的观测都有局限性,因此需要生产通过混合多资源观测手段生成的产品。2006年Zhang等人在有关多卫星混合海风的抽样研究表明了产品分辨率受可获得的观测数据的限制。另外,偏差校正是生成混合产品的关键步骤:作为海表温度的整合卫星和原位海洋观测的案例,2009年Zhang等人研究模拟了将卫星海表温度偏差降低到足够小的水平所需要的原位数据密度。

有关研究验证了不仅需要在卫星观测和原位观测之间进行偏差校正,而且还需要在原位观测本身之间或在卫星观测本身之间进行偏差校正。2017年Huang等人发现了约0.12°C的系统性船舶浮标海表温度偏移并进行了校正,然后将船舶浮标海表温度合并到网格数据集中。相似地,2018年Huang等人发现并纠正了系统的Argo浮标海表温度和浮标海表温度偏移量约为-0.03°C,并且分析了Argo浮标与系泊/漂流浮标的相对作用。

各个小组已经建立了数据库,用于对原位和卫星数据以及混合产品进行质量监控。高分辨率海表温度研究小组(GHRSST)是一个开放的国际科学团体,其目标是通过使海表温度数据生产者,用户和科学家能够在公认的最佳实践框架内进行协作,促进卫星在监测海表温度(SST)中的应用。高分辨率海表温度提供了海表温度数据共享的框架,数据处理的最佳实践以及科学对话的论坛。来自多个来源的数据用于生成高分辨率海表温度融合产品(GMPE)海表温度分析。美国国家海洋与大气管理局利用极轨气象卫星POES和对地轨道运行环境卫星生产了混合型海表温度。

国家海洋和大气管理局的“海岸监视和海洋监视”项目收集并提供卫星观测数据(海面温度,海面高度,海面盐度,海面风和海面海洋颜色),同时也提供原位数据质量监控。

对于生物地理化学变量,Amin等人使用原位网络评估了对地轨道运行环境卫星海洋颜色产品。Land等人使用卫星原位匹配数据库来生成卫星不确定性的统计模型,该模型是其海洋颜色叶绿素-a贡献变量的函数,并表明大多数误差是可校正的偏差。Martínez-Vicente等人通过与原位估计值的比较,研究了六种卫星海洋颜色算法对浮游植物碳(Cphy)估计值的差异,并发现了较大的偏差(>100%)。根据欧洲的哥白尼海洋颜色气候变化倡议(OC-CCL),将叶绿素产品与哥白尼海洋环境监测服务产品和全球颜色再分析产品进行了比较。海洋碳的例子包括Chatterjee等人通过原位,系泊等方式对二氧化碳观测验证NASA轨道碳观测站的卫星数据,以及Feely等人根据应用于卫星海表温度和颜色的基于观测的算法创建地表海水pCO2和CO2通量图。

五、总结与建议

未来十年,随着基本海洋变量的扩展,可以预见到原位和遥感海洋观测平台都将有巨大的发展和进步。通过考虑新的和改进的卫星和原位系统,可以改善混合产品。本白皮书邀请原位和遥感观测界更加紧密地合作,通过集成的多平台视角提出改进海洋观测系统和基本海洋变量产品的方法。特别:

  • 建议:全球海洋观测系统应充当代理人,加强海洋学空间与原位观测系统之间的联系,以实现最大的利益和最小的成本。
  • 建议:在与世界气象组织、政府间海洋学委员会、海洋和海洋气象联合技术委员会,地球观测卫星委员会和其他机构的协调下,全球海洋观测系统应该特别注意开发和改进基于基本海洋变量的产品,这些产品可以突破各种海洋观测系统进行综合集成。额外的需求包括用于监测和评估环境变化的历史上一致的数据记录,以及将物理气候数据记录扩展到生物地理化学和生态系统变量。
一、WIGOS—世界气象组织综合全球观测系统

2013年发布了《全球观测系统发展实施计划》(EGOS-IP)。《全球观测系统发展实施计划》制定了涵盖2012-2025年的世界气象组织全球观测系统开发计划,以及它们在共同的世界气象组织综合全球观测系统(WIGOS)“体系中的系统”中的作用。

世界气象组织全球综合观测系统的实施是世界气象组织的七个战略重点之一,其目的是促进其许多独立发展的观测系统演进,成为一个更加全面和集成的系统。这将为世界气象组织成员和各计划产生的天气,气候,水文以及相关环境观测和产品的递送提供一个更加一致的系统,并为全球综合地球观测系统(GEOSS)做出重大贡献。但是,重要的是要认识到世界气象组织全球综合观测系统不仅仅是简单地集成观测网络,它还包括系统/网络设计,规划和演变;系统运维保障;数据质量监控和管理;标准化,互操作性和数据兼容性;数据和元数据的发掘和能力测试;功能改进;沟通协调和对外拓展—所有这些都适合全球海洋观测系统。

世界气象组织全球综合观测系统的观测系统组成有:(a)世界天气监视网项目的全球观测系统,(b)全球大气监视计划的观测组成部分,(c)水文和水资源计划的世界气象组织水文观测系统,以及(d)全球冰冻圈监视的观测组成部分,包括陆基和天基的组成部分,如图5所示。这包括了世界气象组织对合作支持的系统的所有贡献(例如全球海洋观测系统,全球气候观测系统[GCOS],全球气候服务框架(GFCS)和全球综合地球观测系统)。

 图5 世界气象组织全球观测系统组成示意图(©世界气象组织)(左图);当前为世界气象组织全球综合观测系统做出贡献的全球海洋观测系统(右图)

二、世界气象组织全球综合观测系统标识符

为了有效地做到这一点,必须识别每个观测平台;这将通过新的,独特的世界气象组织全球综合观测系统标识符的规范来实现,该标识符克服了以前的识别方案的许多限制,例如岸基站标识符,数据浮标的世界气象组织编号或船舶电子呼号。即使该平台的特性可能会随时间变化,世界气象组织全球综合观测系统的ID也会允许相关元数据归因于各平台。

对于海洋和海洋观测,已经商定了分配和发布唯一世界气象组织全球综合观测系统 ID的公约,海洋和海洋气象联合技术委员会原位观测计划支持中心已授权其按照世界气象组织每个成员单独的身份发布此类ID,并将在整个海洋和海洋气象联合技术委员会观测计划领域中应用。这将避免由不同国家制定了一系列不同的方法而造成的混淆,就像世界气象组织地面观测网络所发生的那样。原则上,即使无法(或不允许)通过世界气象组织 全球电信系统(世界气象组织信息系统[WIS]的组成部分之一)提供这些观测资料,世界气象组织全球综合观测系统 ID也可以被应用于广泛的第三方平台以进行一致的标识。因此,世界气象组织全球综合观测系统 ID提供了一种全球适用的方法,用于识别所有领域中的所有观测平台或台站。

三、世界气象组织全球综合观测系统的数据交换

世界气象组织信息系统是涵盖世界气象组织的电信和数据管理功能的全球基础结构,也是世界气象组织全球综合观测系统的关键要素之一,因为它为所有世界气象组织项目提供了一种集成方法。它使例行收集和自动分发观测到的数据和产品,以及在世界气象组织计划框架内产生的所有数据的数据发掘,访问和检索服务成为可能。它依赖于长期建立的全球电信系统,以用于交换世界天气监视网数据,但是经过增强,可以交换大容量数据,并将信息传输给各国气象水文机构和各国国家灾难响应机构。

四、世界气象组织全球综合观测系统工具

世界气象组织观测系统能力分析和审查系统具有三个截然不同但相互关联的模块:表面模块,空间模块和需求模块,该系统可供用户公开使用基于Web的工具,如下所述。

1、观测系统能力分析和审查工具/表面模块

观测系统能力分析和审查工具/表面模块是通过世界气象组织信息系统在国际上交换的基于地面的气象和气候观测资料的官方元数据存储库。在世界气象组织全球综合观测系统的背景下,这意味着非基于空间的,因此它还包括海底海洋观测的元数据。但是,人们已经认识到,更多具体的与平台相关的元数据通常通过其基于网络的元数据系统经常被用于许多独立的海洋网络。尽管如此,观测系统能力分析和审查系统/表面模块首个版本还是提供了通过可缩放和可点击的界面在多种类型平台搜索元数据的能力,平台类型包括空中、陆地表面、海洋表面或水下等。

 图6 观测系统能力分析和审查系统/表面模块屏幕快照(蓝色代表地面/海面,绿色代表次表面)

生成元数据仍然是运营商的责任,对于海洋和海洋水文观测平台和网络,这些元数据是通过其基于网络的系统上传给海洋和海洋气象联合技术委员会原位观测计划支持中心的。反过来,海洋和海洋气象联合技术委员会原位观测计划支持中心的任务是通过机器端对机器端的界面,按照世界气象组织全球综合观测系统对观测系统能力分析和审查系统/表面模块的元数据标准,负责对这些元数据进行质量控制、协调并转发,因此这就减轻了操作者的责任。

2、观测系统能力分析和审查工具/空间模块

观测系统能力分析和审查工具/空间模块是世界气象组织提供的资源,提供了有关所有地球观测卫星和仪器的详细信息,目前包含有200多个卫星项目,500多个卫星和700多个仪器的信息。它允许用户生成有关天基能力的高级查询(例如,显示2020-2060年计划的地球静止轨道上的所有卫星,或显示所有当前正在飞行的特定类型的设备)。也可以用来评估能力并根据任务的变量和类型进行差距分析,如图7为有关表层海盐度的观测系统能力分析和审查工具/空间模块界面,该图显示了过去对2018年的能力。

 图7 有关表层海盐度的观测系统能力分析和审查工具/空间模块示意图

3、观测系统能力分析和审查工具/需求模块

世界气象组织定义了其应用领域,其中许多领域需要海洋/海洋水文观测:气候监测(包括再分析),气候科学,全球数值天气预报,高分辨率数值天气预报,实时预报和超短期预报,季节性至较长期的预报以及海洋应用(包括海上服务),每个都有自己的用户需求。

4、世界气象组织全球综合观测系统数据质量监控系统工具(WDQMS)

该系统工具有三个基本功能:质量监视,评估和事件管理。一般来说,在世界气象组织全球观测系统下进行海洋观测时,会指定运行全球数值天气预报模式的世界气象组织监测中心进行质量监测,并生成相应的质量监测报告。

五、总结和建议

世界气象组织综合全球观测系统是一个“复杂系统(SoS)”,为世界气象组织赞助和合作赞助的所有观测系统提供了一个框架。将海洋气象和海洋学观测纳入世界气象组织全球综合观测系统是必不可少的,它将为全球气象团体带来可观的收益,因为它将改善这些数据的转发,以适用于各种应用领域。这些应用的示例包括将更复杂的海洋—大气模型用于短期天气预报和海洋危害(热带气旋、风暴潮等)、长期季节性气候的预测以及全球气候服务框架气候应用服务规范。世界气象组织全球综合观测系统对于气候监测也将至关重要;随着2018年的热浪和其他极端事件,社会迫切需要根据近期的气候来评估当前的气候状况。

世界气象组织全球综合观测系统带来的好处不应仅限于气象团体业务领域。许多科学研究需要一系列辅助数据(即,除了在研究活动期间收集的数据之外的数据),并且通过观测系统能力分析和审查系统工具,科学用户可以查询多种领域中的全球数据,以确保他们可以找到并访问最佳的可用信息。因此,预计世界气象组织全球综合观测系统将使需要地球观测数据的整个全球团体受益。目前正在准备开展“世界气象组织全球综合观测系统的2040年愿景”,设想在未来几十年中世界气象组织会员对观测数据的用户需求将如何发展。长期的发展在一定程度上受卫星和气象雷达更换计划的规划和实施时间表的影响,并需要确保陆基和天基部分是互补的。为了响应世界气象组织全球综合观测系统2040年愿景(预计在2019年中旬召开的第18届世界气象大会发布),世界气象组织随后将制定可为世界气象组织成员和合作伙伴提供明确建议行动和指导的世界气象组织全球综合观测系统实施计划,以确保世界气象组织全球综合观测系统部分的观测系统可以按照地球系统的预测要求以最有效的方式发展。

但是,如前所述,世界气象组织全球综合观测系统不仅仅是系统/网络简单集成,而且还涉及标准和最佳实践,互操作性,运营,设计,伙伴关系,监控和事件管理,能力开发和对外推广等,所有这些都与全球海洋观测系统在接下来的十年中的发展有关,本文已在前面提到了许多相应的主题。 

【趋势1】三大关键主题 

目前,全球海洋观测系统围绕三个关键主题:气候,应用服务和海洋生态系统健康。尽管自2009年全球海洋观测大会OceanObs'09以来已经取得了很多成就,但要让全球海洋观测系统实现其扩展的愿景和使命,未来十年中还需要做更多的工作。

【趋势2】工作重点需要从“入”到“出”的转化 

在海洋观测框架的背景下,迄今为止,大多数工作都集中在“输入”和“过程”上,即设定要求,指定基本海洋变量,改善观测协调和重振全球海洋观测系统区域联盟。而现在需要将重点转移到“输出”和“成果”上,海洋观测系统必须清楚地展示它是气候服务,天气预报,区域和全球海洋评估,渔业管理,生态系统服务以及实时服务等方面的基础,并得到广泛认可。

【趋势3】跨区域力量与合作 

在本文中,我们分析了跨区域,团体和技术而形成新合作的许多好处。这些包括加强的区域联盟,新的观测网络,各国国家海洋观测能力,原位和卫星观测以及海洋气象学和海洋学等。

为了利用这些机遇,本文提出了一些建议。总体而言,全球海洋观测系统的正式机制需要更多地囊括与其扩展的愿景和使命有关的海洋观测工作,并在促进扩大和增长方面更具创造力。这将需要全球海洋观测系统正式机制有充足的资源可以支持。

(全文完)

本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
【热】打开小程序,算一算2024你的财运
气象、气候框架知识
全面建设全球海洋立体观测网
正式交付!国家全球海洋立体观测网迎来“星”成员
“气球事件”发酵后,世界气象组织表态了
科学史上的今天——4月2日
极轨气象卫星、静止气象卫星到底指什么?
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服