Всемирная океанская база данных 2023: фундаментальный ресурс данных для глобальных океанических и прибрежных сообществ и созданный ими

Почему важна «гигантская» память океана

Океаны незаметно поглощают большую часть тепла и существенную часть выбросов углерода, которые люди добавляют в атмосферу. Они формируют бури, запасы рыбы, судоходные маршруты и прибрежные экономики. Тем не менее до недавнего времени многое из того, что мы знали об океане, было разбросано по пыльным корабельным журналам, стареющим магнитным лентам и множеству несовместимых цифровых систем. В этой статье описывается Всемирная океанская база данных 2023 (WOD23) — масштабная глобальная работа по объединению столетий океанических измерений в единый, тщательно проверенный и удобный ресурс, на который учёные, правительства и прибрежные сообщества могут опираться при изучении быстро меняющегося моря.

Объединение мировых океанических измерений

WOD23 — наиболее полная на сегодняшний день цифровая коллекция прямых, проводимых в воде, океанических измерений, уходящая корнями в 1772 год и охватывающая период до 2022 года. Она содержит около 18,6 миллиона вертикальных профилей водной толщи, включающих примерно 3,6 миллиарда отдельных показаний температуры, солёности, кислорода, питательных веществ, химии углерода и других ключевых свойств. База данных также содержит более 22 миллионов наблюдений ветров, волн и погоды в море, а также сотни тысяч проб планктона. Эти данные поступают из 97 стран, более чем 1500 учреждений и исследовательских программ и были собраны с помощью множества инструментов — от термометров XVIII века на деревянных судах до современных роботизированных буйков и планеров.

От корабельных журналов до «умных» буйков

Сборка отражает эволюцию самих наблюдений океана. Ранние записи включают измерения с экспедиций, таких как плавания капитана Джеймса Кука и круиз «Челленджера» XIX века, когда моряки вручную опускали бутылки и термометры для отбора проб с глубины. В XX веке механические приборы и более точные инструменты — батитермографы, бутылки Нансена и Нискина, а позже электронные датчики — значительно расширили покрытие. С примерно 2000 года флоты автономных профилирующих буйков на батарейках, планеров, закреплённых приборов под морским льдом и даже помеченных морских животных записывают жизненно важные параметры океана в отдалённых районах и во все сезоны. WOD23 объединяет эти поколения измерений, предоставляя четырёхмерное представление (широта, долгота, глубина, время) об океане на протяжении 250 лет.

Превращение бумажной кладки данных в согласованную картину

Простого сбора всех этих наблюдений недостаточно: данные приходят в разных форматах, в разных единицах и с разным уровнем качества, часто с пробелами или ошибками в описательной информации. Команда WOD23 приводит всё к общим единицам, добавляет стандартизированные метаданные о том, как, где и когда было сделано измерение, а затем выполняет обширные проверки качества. Автоматические тесты выявляют невозможные значения, резкие скачки по глубине, противоречивые координаты и дублирующиеся записи, передаваемые несколькими центрами. Эксперты в предметной области затем просматривают карты и вертикальные срезы данных, чтобы отловить подозрительные закономерности и региональные аномалии. Важно, что помеченные измерения не удаляются, а маркируются — это позволяет будущим пользователям или новым методам, например инструментам машинного обучения, пересматривать такие записи и, возможно, восстанавливать их.

Делая океанические данные по-настоящему применимыми

Чтобы обслуживать глобальное сообщество, WOD23 следует принципам FAIR: данные должны быть Находимыми (Findable), Доступными (Accessible), Взаимодействующими (Interoperable) и Переиспользуемыми (Reusable). База открыто доступна онлайн через несколько порталов и может быть отфильтрована по региону, периоду времени, переменной, платформе наблюдения, исследовательскому проекту или даже по конкретным параметрам контроля качества. Пользователи могут загружать данные в стандартных форматах, совместимых с широко используемым программным обеспечением для анализа и инструментами визуализации. Поскольку WOD23 создаётся прямо из долгосрочных архивов Национальных центров экологической информации США и имеет версионность во времени, исследования, основанные на базе данных, можно воспроизвести спустя годы и справедливо сравнить по мере добавления новых данных.

Почему этот океанский архив меняет правила игры

Проще говоря, WOD23 — это общая память об океане, к которой мир может обращаться снова и снова. Объединяя разрозненные измерения в кураторский, хорошо документированный целостный массив, он даёт климатологам доказательную базу для отслеживания нагревания океана, подъёма уровня моря, дегазации кислорода и подкисления; он поддерживает прогнозирование погоды и ураганов, управление рыбными ресурсами и оценку долгосрочных рисков для побережий и морских экосистем. База данных показывает, что ни одна страна не смогла бы создать этот набор записей в одиночку, а её дальнейший рост зависит от глобального сотрудничества в обмене и стандартизации наблюдений. Для всех, кто зависит от океана — от прибрежных жителей до судовладельцев и политиков — WOD23 является фундаментальным ресурсом для понимания того, что уже изменилось, что меняется сейчас и что может произойти в будущем.

Цитирование: Garcia, H., Boyer, T., Levitus, S. et al. World Ocean Database 2023: A Foundational Data Resource for and by the Global Ocean and Coastal Communities. Sci Data 13, 613 (2026). https://doi.org/10.1038/s41597-026-06957-2

Ключевые слова: системы наблюдения океана, изменение климата, данные об океане, морские экосистемы, наука о системе Земли