國際海洋資料管理現(xiàn)狀與趨勢(shì)＊

楊錦坤，楊 揚(yáng)，于 婷

（國家海洋信息中心 天津 300171）

21世紀(jì)是海洋世紀(jì)和信息時(shí)代，這已成為國際社會(huì)的共識(shí)，海洋已成為世界各國推動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略性基礎(chǔ)資源。海洋資料是開發(fā)和利用海洋的前提，是取得海洋高科技發(fā)展主動(dòng)權(quán)和國際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)先權(quán)的關(guān)鍵。世界各國均將海洋資料的獲取作為其海洋事業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略要事。海洋資料管理是海洋信息化建設(shè)的重要組成部分，動(dòng)態(tài)追蹤和研究分析國際海洋資料管理現(xiàn)狀及其未來發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)于系統(tǒng)規(guī)劃國際海洋資料源收集、全盤謀劃國際海洋資料交換與合作、研究完善對(duì)外共享國家海洋資料策略和快速提高海洋信息技術(shù)創(chuàng)新水平等均具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 海洋資料獲取現(xiàn)狀和趨勢(shì)

美國、加拿大、歐共體等海洋強(qiáng)國的海洋監(jiān)測(cè)技術(shù)已經(jīng)走在了世界前列，尤其是美國的各種海洋觀測(cè)系統(tǒng)交叉覆蓋了整個(gè)美國沿海［1］。近年來，美國、日本、法國、英國、德國和意大利等海洋國家和世界氣象組織 （WMO）、政府間海洋學(xué)委員會(huì) （IOC）、國際海洋數(shù)據(jù)和信息交換委員會(huì) （IODE）及其相關(guān)機(jī)構(gòu)紛紛推出新的海洋觀測(cè)／監(jiān)測(cè)／調(diào)查計(jì)劃，并通過增加觀測(cè)手段、加密站點(diǎn)布局、擴(kuò)充觀測(cè)要素、提高資料時(shí)效等途徑，大力提升原有和新建的觀測(cè)系統(tǒng)的海洋資料獲取能力。

1．1 新技術(shù)迅速發(fā)展并廣泛應(yīng)用

在海洋站、船舶、錨系浮標(biāo)等傳統(tǒng)海洋觀測(cè)手段和安德拉海流計(jì)、直讀溫鹽計(jì)、手持氣象儀等常規(guī)儀器的基礎(chǔ)上，岸基／船載雷達(dá)、航空／衛(wèi)星遙感、全球剖面浮標(biāo)陣列 （Argo）［2］、漂流浮標(biāo)、水下滑翔機(jī)、溫鹽剖面儀 （CTD）、聲學(xué)多普勒海流計(jì) （ADCP）、自動(dòng)氣象儀等多種新型手段和儀器設(shè)備已廣泛應(yīng)用于各國和各類國際合作計(jì)劃的海洋觀測(cè)／監(jiān)測(cè)／調(diào)查活動(dòng)中。Argos 衛(wèi)星、銥衛(wèi)星和全球數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)（GTS）等傳輸手段的迅猛發(fā)展亦已解決了資料傳輸量和時(shí)效的瓶頸。國際海洋資料已基本步入自動(dòng)化獲取傳輸和實(shí)時(shí)／定期更新時(shí)代，海洋資料獲取能力不斷提升。

1．2 向多學(xué)科綜合型模式跨越

世界各國均已逐步建立起由岸基、海基、天基和空基等組成，覆蓋沿岸、近海、深遠(yuǎn)海的海洋資料立體獲取網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)隨著全球海洋計(jì)劃的持續(xù)推進(jìn)和發(fā)展，國際間已逐步形成一個(gè)天空－大氣－海面－海底無縫鏈接的綜合性海洋資料獲取體系。

目前，國際上全球性的海洋調(diào)查和研究合作計(jì)劃包括全球海洋觀測(cè)系統(tǒng) （GOOS）、全球氣候觀測(cè)系統(tǒng) （GCOS）、全球綜合地球觀測(cè)系統(tǒng)（GEOSS）、全球氣候變率及可預(yù)報(bào)性計(jì)劃（CLIVAR）、世界氣候研究計(jì)劃 （WCRP）、全球珊瑚礁監(jiān)測(cè)計(jì)劃 （GCRMN）、全球生物化學(xué)計(jì)劃 （GBP）、全球葉綠素網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃 （ChloroGIN）等；針對(duì)天空和大氣以及海－氣界面的合作計(jì)劃包括全球衛(wèi)星云氣候?qū)W計(jì)劃 （ISCOP）、全球大氣觀測(cè)計(jì)劃 （GAW）、全球海－氣通量合作研究計(jì)劃 （JGOFS）、全球隨機(jī)船計(jì)劃（SOOP）、全球志愿船觀測(cè)計(jì)劃 （VOS）等；針對(duì)海表及水下數(shù)據(jù)獲取的合作計(jì)劃包括全球海平面觀測(cè)系統(tǒng) （GLOSS）、高分辨率海表溫度計(jì)劃（GHRSST－PP）、海表低氣壓研究計(jì)劃、全球Argo 浮標(biāo)觀測(cè)計(jì)劃、全球溫鹽剖面計(jì)劃（GTSPP）、全球浮標(biāo)觀測(cè)計(jì)劃 （DBCP）等；針對(duì)海陸交界數(shù)據(jù)獲取的合作計(jì)劃包括全球地面氣象站觀測(cè)通信系統(tǒng)計(jì)劃 （GTS）、海陸相互作用研究計(jì)劃 （LOIS）、國際海洋邊緣交換計(jì)劃（OMEX）等；針對(duì)海底數(shù)據(jù)獲取的合作計(jì)劃包括國際海底拖曳調(diào)查計(jì)劃 （IBTS）、大洋鉆探計(jì)劃（ODP）、海王星計(jì)劃 （NEPTUNE）、歐洲海底綜合觀測(cè)網(wǎng)絡(luò) （ESONET）、日本海底綜合觀測(cè)網(wǎng) （ARENA）等。

國際海洋資料獲取已實(shí)現(xiàn)了從早期以科學(xué)研究或軍事等為目的的單一學(xué)科要素海洋調(diào)查，向多學(xué)科綜合型海洋資料獲取模式的轉(zhuǎn)變，要素豐富、全時(shí)空覆蓋的全球數(shù)字海洋數(shù)據(jù)獲取體系已然呈現(xiàn)。

1．3 向業(yè)務(wù)化觀測(cè)和精細(xì)化調(diào)查發(fā)展

自20世紀(jì)中期起，世界海洋國家相繼開展了雙邊／多邊聯(lián)合調(diào)查活動(dòng)，如熱帶海洋與全球大氣實(shí)驗(yàn)計(jì)劃 （TOGA）、全球海洋環(huán)流實(shí)驗(yàn)計(jì)劃（WOCE）等。在特定時(shí)間和區(qū)域聯(lián)合開展有針對(duì)性的資料獲取，調(diào)查活動(dòng)要求高配合度，且活動(dòng)結(jié)束后資料獲取亦不再更新。近些年來，各國和全球海洋計(jì)劃數(shù)據(jù)均已實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)化獲取與更新，同時(shí)為滿足重要航道保障、重要區(qū)域環(huán)境保障和研究等各類專題應(yīng)用服務(wù)需求，各國和國際社會(huì)持續(xù)開展了一系列局部精細(xì)化調(diào)查活動(dòng)，如熱帶大氣海洋／跨洋三角形浮標(biāo)觀測(cè)網(wǎng) （TAO／TRITON）、熱帶大西洋預(yù)報(bào)與研究錨系浮標(biāo)陣列 （PIRATA）、非洲－亞洲－澳大利亞區(qū)域季風(fēng)研究與預(yù)測(cè)錨系浮標(biāo)陣列 （RA－MA）、大西洋陸架邊緣聯(lián)合研究計(jì)劃 （CONMAR）、北海海洋環(huán)境調(diào)查計(jì)劃 （NSP）、白令海業(yè)務(wù)化海洋系統(tǒng) （BOOS）、北極區(qū)海洋觀測(cè)系統(tǒng)（Arctic ROOS）、愛爾蘭－比斯坎灣－伊比利亞區(qū)域海洋觀測(cè)系統(tǒng) （IBIROOS）、地中海海洋觀測(cè)系統(tǒng) （MedGOOS）、非洲海洋觀測(cè)系統(tǒng)（GOOS Africa）、大西洋子午線區(qū)域氣候重復(fù)循環(huán)檢測(cè)計(jì)劃 （MOC）、澳大利亞西部海洋觀測(cè)系統(tǒng) （WAGOOS）等。國際海洋資料獲取呈現(xiàn)業(yè)務(wù)化觀測(cè)配以局部精細(xì)化調(diào)查的現(xiàn)狀，必將是未來時(shí)期的主要發(fā)展趨勢(shì)。

1．4 海洋模型計(jì)算預(yù)測(cè)結(jié)果應(yīng)用愈加廣泛

長期以來，世界各國海洋開發(fā)利用所面臨的最大瓶頸即是海洋資料觀測(cè)投入巨大、時(shí)空不連續(xù)和大量區(qū)域的空白問題。世界各國在努力提升海洋資料獲取能力的同時(shí)，也將視線逐步聚焦在海洋數(shù)值計(jì)算和預(yù)測(cè)模型和方法領(lǐng)域，研究制作不同時(shí)空分辨率、不同時(shí)間尺度、不同空間覆蓋范圍、長期連續(xù)、高精度的網(wǎng)格化計(jì)算和預(yù)測(cè)結(jié)果，作為實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的有益補(bǔ)充并聯(lián)合應(yīng)用。國際間相繼發(fā)展了全球海洋資料同化實(shí)驗(yàn)計(jì)劃 （GODAE）、歐洲MyOcean計(jì)劃等合作計(jì)劃，海洋數(shù)據(jù)同化、再分析、預(yù)測(cè)等技術(shù)得到了飛速發(fā)展。美國氣象環(huán)境預(yù)報(bào)中心（NCEP）、全球氣候海洋環(huán)流估計(jì) （ECCO）和簡(jiǎn)單海洋資料同化 （SODA）及歐洲中尺度天氣預(yù)報(bào)中心 （ECMWF）等再分析數(shù)據(jù)集相繼涌現(xiàn)并廣泛應(yīng)用于各國海洋事業(yè)的建設(shè)和發(fā)展，成為全球海洋開發(fā)利用的重要數(shù)據(jù)資源。

2 海洋資料管理現(xiàn)狀和趨勢(shì)

世界各海洋國家一般都有專門負(fù)責(zé)資料處理、數(shù)據(jù)交換和管理的國家海洋數(shù)據(jù)中心（NODC），以及承擔(dān)搜集地區(qū)甚至全球的特定類數(shù)據(jù)的特殊任務(wù)的責(zé)任國家海洋數(shù)據(jù)中心（RNODC）［3］。NODC和RNODC 通過各類節(jié)點(diǎn)以網(wǎng)狀方式實(shí)現(xiàn)本國和全球海洋資料的收集，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行海洋資料的整合集成，并在WMO 和IOC／IODE 及其相關(guān)機(jī)構(gòu)的指導(dǎo)下，采用國際通用的海洋資料標(biāo)準(zhǔn)，在新的資料共享框架下，開展海洋資料的交換與公眾信息的共享。

2．1 海洋資料步入整合集成和綜合管理的新時(shí)期

國際組織和國際海洋計(jì)劃越來越重視全球海洋資料的整合和集成，全球已建立了海洋數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng) （ODAS）、海洋數(shù)據(jù)門戶 （ODP）等海洋資料和元數(shù)據(jù)綜合系統(tǒng)，在集成現(xiàn)有局地和區(qū)域海洋觀測(cè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，發(fā)展綜合的海洋資料和信息管理系統(tǒng)。世界主要海洋國家紛紛設(shè)立或指定專門的部門／機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)組織協(xié)調(diào)本國和全球海洋資料的收集、整合集成和綜合管理工作，諸如美國的國家海洋與大氣局 （NOAA）、歐洲的中尺度天氣預(yù)報(bào)中心 （ECMWF）、日本的氣象廳 （JMA）、加拿大的海洋與漁業(yè)部、法國的海洋開發(fā)研究院 （Ifremer）、韓國的水文海洋部 （KOHA）、英國的氣象局、澳大利亞的國家海洋辦公室、新西蘭的皇家研究所、丹麥的氣象局等。

2．2 國際海洋資料共享規(guī)則悄然轉(zhuǎn)變

國際組織和國際計(jì)劃一直致力于全球海洋資料的公開共享，但世界各國出于本國信息安全和種種其他考慮，紛紛制定了本國的海洋資料管理制度、數(shù)據(jù)管理和交換共享服務(wù)政策、策略和體系［4］，導(dǎo)致總體上出現(xiàn)了海洋數(shù)據(jù)資源分散、開發(fā)利用程度低以及全球海洋資料全面共享進(jìn)展緩慢等問題。國際組織也逐漸意識(shí)到此類問題，調(diào)整了海洋資料政策并采取了一些行動(dòng)。2012 年WMO －IOC 海洋學(xué)和海洋氣象學(xué)聯(lián)合技術(shù)委員會(huì) （JCOMM）第四次大會(huì)提出新的全球海洋氣候系統(tǒng) （MCDS）未來10 年發(fā)展規(guī)劃，該系統(tǒng)將在全球范圍建立不超過10個(gè)全球海洋和海洋氣候資料中心 （CMOC）組成鏡像網(wǎng)絡(luò)，旨在整合集成全球所有的海洋和海洋氣象資料及信息產(chǎn)品，并在合作框架下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換與共享。總體上，IOC 和WMO 是目前國際涉海的最主要和最重要的組織，此次聯(lián)合提出CMOC 中心群的建設(shè)，昭示著全球海洋數(shù)據(jù)共享將由原來的自主自愿網(wǎng)站發(fā)布，轉(zhuǎn)變?yōu)榧尤牒献骺蚣芊侥軈f(xié)議獲取的新時(shí)期。

2．3 國際海洋資料標(biāo)準(zhǔn)逐步統(tǒng)一

近年來，全球海洋資料獲取和共享交換逐步呈現(xiàn)出全球互利合作、多方盈利的新局面，世界海洋國家和海洋計(jì)劃為適應(yīng)新形勢(shì)和新要求，正在逐步統(tǒng)一海洋資料采集、處理、管理、傳輸?shù)燃夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)。JCOMM 適時(shí)發(fā)起了海洋數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)（ODS）示范計(jì)劃，旨在通過制訂統(tǒng)一的國際海洋資料標(biāo)準(zhǔn)以促進(jìn)全球海洋資料和信息的便捷共享。2012年推出的CMOC 建設(shè)目標(biāo)，也明確要求采用統(tǒng)一的海洋資料標(biāo)準(zhǔn)。各國海洋信息事業(yè)發(fā)展亦紛紛考慮全球海洋資料標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的總體趨勢(shì)，均投入大量人力開展相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的追蹤分析，并努力參與和主導(dǎo)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。

3 結(jié)束語

總體上，國際海洋資料獲取已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)手段到新技術(shù)廣泛使用、從單要素調(diào)查研究到全覆蓋多學(xué)科綜合集成、從特定時(shí)空一次性調(diào)查到大范圍業(yè)務(wù)化觀測(cè)配以局部精細(xì)化調(diào)查、從實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)到模型結(jié)果聯(lián)合應(yīng)用的跨越，海洋資料的管理亦已進(jìn)入綜合集成時(shí)代。同時(shí)隨著海洋戰(zhàn)略資源爭(zhēng)奪的愈演愈烈，世界主要海洋國家均逐步減少了網(wǎng)站發(fā)布資料的數(shù)量并降低了數(shù)據(jù)產(chǎn)品精度，新一輪的國際海洋資料交換與合作共享規(guī)則正在醞釀之中，免費(fèi)公開的海洋資料資源在逐步減少，互利交換和協(xié)議獲取已成大勢(shì)所趨。

［1］李立剛，趙彩云，秦明慧，等．海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］．海洋預(yù)報(bào)，2010，27（2）：53－57．

［2］石莉．美國綜合海洋觀測(cè)系統(tǒng)新發(fā)展［J］．海洋信息，2006（2）：30－30．

［3］吳克勤．國際海洋環(huán)境數(shù)據(jù)管理體系［J］．海洋信息，2002（3）：23－24．

［4］劉志杰，殷汝廣，相文璽，等．海洋資料管理制度研究［J］．海洋信息，2010（1）：5－7．