رصد المحيطات
تعتبر المتغيرات التالية متغيرات مناخية أساسية للمحيطات (ECVs) من قبل فريق رصد المحيطات للمناخ (OOPC) [ 1 ] والتي يمكن تحقيقها حاليًا باستخدام أنظمة الرصد الحالية.
متغيرات مناخ المحيط
سطح الغلاف الجوي
- درجة حرارة الهواء
- الهطول (علم الأرصاد الجوية)
- تبخر
- ضغط الهواء ، ضغط مستوى سطح البحر (SLP)
- التدفقات الإشعاعية السطحية
- التدفقات الديناميكية الحرارية السطحية
- سرعة الرياح واتجاهها
- إجهاد الرياح السطحية
- بخار الماء
سطح المحيط
- درجة حرارة سطح البحر (SST)
- ملوحة سطح البحر (SSS)
- مستوى سطح البحر
- حالة البحر
- الجليد البحري
- تيارات المحيط
- لون المحيط (للدلالة على النشاط البيولوجي)
- الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون ( pCO2 )
باطن المحيط
مصادر رصد المحيطات
القمر الصناعي
توجد شبكة مركبة من الأقمار الصناعية التي تولد بيانات رصدية. وتشمل هذه:
| يكتب | المتغيرات المرصودة | المنظمات المسؤولة |
|---|---|---|
| الأشعة تحت الحمراء (IR) | درجة حرارة سطح البحر، الجليد البحري | CEOS، IGOS، CGMS |
| ميكروويف من فئة AMSR | درجة حرارة سطح البحر، سرعة الرياح، الجليد البحري | CEOS، IGOS، CGMS |
| رياح متجهة سطحية (يفضل استخدام مقياسين لتشتت الضوء واسعي النطاق) | رياح متجهة سطحية، جليد بحري | CEOS، IGOS، CGMS |
| لون المحيط | تركيز الكلوروفيل (الكتلة الحيوية للعوالق النباتية) | IOCCG |
| قياس الارتفاع عالي الدقة | شذوذ مستوى سطح البحر عن الحالة المستقرة | CEOS، IGOS، CGMS |
| قياس الارتفاع منخفض الدقة | مستوى سطح البحر | CEOS، IGOS، CGMS |
| رادار الفتحة التركيبية | الجليد البحري، حالة البحر | CEOS، IGOS، CGMS |
في الموقع
توجد شبكة مركبة من الملاحظات الميدانية. وتشمل هذه:
| يكتب | المتغيرات المرصودة | المنظمات المسؤولة |
|---|---|---|
| مصفوفة عوامات سطحية عالمية متحركة بدقة 5 درجات (1250 عوامة إجمالاً) | SST، SLP، الحالي (بناءً على تغيير الموضع) | لوحة التعاون بين عوامات البيانات التابعة للجنة المشتركة للاتصالات البحرية (DBCP)، مؤرشفة بتاريخ 11 فبراير 2010 على موقع Wayback Machine. |
| شبكة عالمية من العوامات الراسية الاستوائية (حوالي 120 مرساة) | عادةً ما تشمل درجة حرارة سطح البحر ورياح الاتجاه السطحي، ولكن يمكن أن تشمل أيضًا الضغط الجوي على مستوى سطح البحر والتيارات ومتغيرات التدفق بين الهواء والبحر. | لجنة تنفيذ العوامات المدارية التابعة للجنة المشتركة للتنسيق والتنسيق بشأن حماية البيئة (JCOMM DBCP) |
| أسطول سفن المراقبة التطوعية (VOS) | جميع أنواع الخلايا الكهروكيميائية السطحية الممكنة | فريق مراقبة السفن التابع للجنة المشتركة للقيادة (SOT) |
| VOSClim | جميع مركبات التحكم الإلكترونية السطحية الممكنة بالإضافة إلى بيانات وصفية شاملة للسفن | فريق مراقبة السفن التابع للجنة المشتركة للقيادة (SOT) |
| شبكة عالمية لتحديد مواقع الإرساء (29 مرساة) | جميع أنواع الخلايا الكهروكيميائية السطحية الممكنة | مواقع المحيط |
| شبكة GLOSS الأساسية لمستوى سطح البحر، بالإضافة إلى الشبكات الإقليمية/الوطنية | مستوى سطح البحر | جيه كوم غلوس |
| كاربون VOS | pCO2 ، SST، SSS | IOCCP |
| عوامات الجليد البحري | الجليد البحري | JCOMM DBCP IABP و IPAB |
باطن الأرض
توجد شبكة مركبة من عمليات الرصد تحت السطحية. وتشمل هذه:
| يكتب | المتغيرات المرصودة | المنظمات المسؤولة |
|---|---|---|
| شبكة خطوط XBT ( مقياس حرارة الأعماق القابل للاستهلاك ) المتكررة (41 خطًا) | درجة حرارة | فريق مراقبة السفن التابع للجنة المشتركة للقيادة (SOT) |
| شبكة عالمية من العوامات المدارية (~120 مرساة) | درجة الحرارة، والملوحة، والتيار، وغيرها من المتغيرات الكهربائية القابلة للملاحظة بشكل مستقل | لجنة تنفيذ العوامات المدارية التابعة للجنة المشتركة للتنسيق والتنسيق بشأن حماية البيئة (JCOMM DBCP) |
| شبكة الإرساء المرجعية (29 مرساة) | جميع متغيرات الجهد الكهربائي القابلة للملاحظة بشكل مستقل | مواقع المحيط |
| شبكة هيدروغرافية مستدامة ومتكررة قائمة على السفن | جميع القيم البيئية الأساسية الممكنة، بما في ذلك تلك التي تعتمد على الحصول على عينات من المياه | IOCCP، CLIVAR، وغيرها من الجهود الوطنية |
| شبكة أرجو (علم المحيطات) | درجة الحرارة، والملوحة، والتيار | أرجو |
| مراقبة التيار الحرج والنقل | درجة الحرارة، الحرارة، المياه العذبة، نقل الكربون، الكتلة | كليفار، آي أو سي سي بي، أوشن سايتس |
| برامج التجميع الإقليمية والعالمية | التيارات المستنتجة، ونقل الحقول الشبكية لجميع المركبات الكهربائية | GODAE وCLIVAR وجهود وطنية أخرى |
| مراصد المحيطات الموصولة بالكابلات | الصوت، التشتت العكسي، الكلوروفيل، ثاني أكسيد الكربون، الموصلية، التيارات، الكثافة، جهد الأكسدة والاختزال، الجاذبية، الحديد، الإشعاع الشمسي، الميثان، النترات، الأكسجين، الضغط، الملوحة، الزلازل، سيجما-تي، سرعة الصوت، درجة الحرارة، العكارة، الفيديو | شبكات المحيطات الكندية ، ونظام مونتيري للأبحاث المعجلة، ومبادرة مراصد المحيطات ، و ALOHA، و ESONET (شبكة مرصد البحار الأوروبية)، ونظام شبكة قاع المحيط الكثيف للزلازل والتسونامي (DONET)، ومراصد المحيطات المفتوحة ذات النقاط الثابتة ( FixO3 ). |
دقة القياسات
تتفاوت جودة القياسات الميدانية باختلاف المكان والزمان والمنصات. تستخدم المنصات المختلفة مجموعة واسعة من أجهزة الاستشعار، التي تعمل في بيئات متنوعة، غالباً ما تكون قاسية، وتستخدم بروتوكولات قياس مختلفة. أحياناً، تُترك العوامات دون مراقبة لفترات طويلة، بينما قد تُسهم السفن في بعض التأثيرات البشرية على جمع البيانات ونقلها. [ 2 ] لذلك، يُعدّ ضبط الجودة ضرورياً قبل استخدام البيانات الميدانية في البحث العلمي أو التطبيقات الأخرى . [ 3 ] ومن الأمثلة على ضبط الجودة ومراقبة درجات حرارة سطح البحر التي تقيسها السفن والعوامات، نظام iQuam الذي طُوّر في NOAA/NESDIS/STAR، [ 4 ] حيث تُظهر الإحصاءات جودة القياسات الميدانية لدرجات حرارة سطح البحر.
إحدى المشكلات التي تواجه مراصد المحيطات التي تعمل في الوقت الفعلي هي القدرة على توفير تقييم سريع ودقيق لجودة البيانات. تعمل شبكة المحيطات الكندية حاليًا على تطبيق نظام مراقبة جودة البيانات الواردة في الوقت الفعلي. بالنسبة للبيانات الكمية، يهدف النظام إلى تلبية معايير مجموعة ضمان جودة بيانات المحيطات في الوقت الفعلي (QARTOD). QARTOD هي منظمة أمريكية مكلفة بتحديد المشكلات المتعلقة بالبيانات الواردة في الوقت الفعلي من نظام مراقبة المحيطات المتكامل الأمريكي (IOOS). ويتمثل جزء كبير من مهامها في وضع إرشادات حول كيفية تحديد جودة البيانات في الوقت الفعلي والإبلاغ عنها للمجتمع العلمي. تشمل اختبارات جودة البيانات في الوقت الفعلي في شبكة المحيطات الكندية اختبارات مصممة لرصد أعطال الأجهزة والارتفاعات المفاجئة أو انقطاعات البيانات قبل إتاحتها للمستخدم. تتضمن اختبارات الجودة في الوقت الفعلي الالتزام بمعايير الشركات المصنعة للأجهزة ونطاقات المرصد/الموقع الإجمالية المحددة بناءً على البيانات السابقة. نظرًا لوجود بعض منصات الأجهزة في مناطق ذات إنتاجية عالية، فقد صممنا أيضًا اختبارات ثنائية المستشعرات، على سبيل المثال لبعض مستشعرات الموصلية. ينقسم اختبار مراقبة الجودة إلى ثلاث فئات منفصلة. الفئة الأولى هي الاختبار الفوري للبيانات قبل إدخالها في قاعدة البيانات. أما الفئة الثانية فهي اختبار مؤجل، حيث تخضع البيانات المؤرشفة للاختبار بعد فترة زمنية محددة. والفئة الثالثة هي مراقبة الجودة اليدوية التي يجريها خبير بيانات من شبكة المحيطات الكندية.
البيانات التاريخية متاحة
يدير OceanSITES [ 5 ] مجموعة من الروابط لمصادر مختلفة لبيانات المحيط المتاحة، بما في ذلك: سلسلة بيانات المحيط في هاواي (HOT)، [ 6 ] ومرصد امتداد كوروشيو التابع لـ JAMSTEC (JKEO)، [ 7 ] وخط W الذي يرصد تيار الحدود الغربية العميقة في شمال المحيط الأطلسي، [ 8 ] وغيرها.
يتضمن هذا الموقع روابط إلى بيانات عوامات ARGO، ومكتبة البيانات والأرشيفات (DLA)، وتقارير فالماوث الشهرية للمناخ، ومرصد مارثا فينيارد الساحلي، وأرشيف الحزم المتعددة، وبيئة تصور بيانات ومراقبة قاع البحر (SeaDOVE): قاعدة بيانات نظم المعلومات الجغرافية متعددة المقاييس لبيانات قاع البحر، وجمع بيانات رواسب قاع البحر، وأرشيف بيانات مراسي المحيط العلوي، ونظام بيانات GLOBEC الأمريكي، ونظام بيانات JGOFS الأمريكي، ونظام WHOI لجمع بيانات السفن.
توجد مجموعة متنوعة من مجموعات البيانات في مكتبة البيانات المدرجة في جامعة كولومبيا: [ 9 ]
تتضمن هذه المكتبة ما يلي:
- يُعدّ LEVITUS94 أطلس المحيط العالمي لعام 1994، وهو أطلسٌ يتضمن تحليلات موضوعية لحقول أهمّ معايير المحيط على النطاقات الزمنية السنوية والموسمية والشهرية. وقد حلّ محلّه أطلس WOA98.
- يُعدّ أطلس المحيط العالمي الصادر عن الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) ومركز البيانات الوطني (NODC) عام 1998، أطلسًا يتضمن بيانات مُحللة موضوعيًا لأهم معايير المحيط على فترات زمنية شهرية وموسمية وسنوية. وقد تم استبداله بأطلس WOA01.
- أطلس المحيط العالمي لعام 2001 الصادر عن الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) ومركز البيانات الوطني (NODC) هو أطلس يتضمن بيانات موضوعية عن أهم معايير المحيط على فترات زمنية شهرية وموسمية وسنوية. وقد تم استبداله بأطلس المحيط العالمي لعام 2005 (WOA05).
- NOAA NODC WOA05 هو أطلس المحيط العالمي 2005، وهو أطلس لحقول تم تحليلها بموضوعية لمعلمات المحيط الرئيسية على نطاقات زمنية شهرية وموسمية وسنوية.
تتوفر الملاحظات الميدانية التي تمتد من أوائل القرن الثامن عشر وحتى الوقت الحاضر من مجموعة البيانات الدولية الشاملة للمحيطات والغلاف الجوي (ICOADS).
تتضمن مجموعة البيانات هذه ملاحظات لعدد من متغيرات سطح المحيط والغلاف الجوي من السفن والعوامات الثابتة والعائمة ومحطات C-MAN.
في عام ٢٠٠٦، بدأت شبكة المحيطات الكندية بجمع قياسات عالية الدقة في الموقع من قاع البحر في خليج سانيك ، بالقرب من فيكتوريا، مقاطعة كولومبيا البريطانية ، كندا . [ ١٠ ] وتم توسيع مواقع الرصد لاحقًا لتشمل مضيق جورجيا [ ١١ ] وخمسة مواقع قبالة الساحل الغربي لجزيرة فانكوفر ، مقاطعة كولومبيا البريطانية ، كندا . جميع القياسات التاريخية متاحة مجانًا عبر بوابة بيانات شبكة المحيطات الكندية، Oceans 2.0. [ ١٢ ]
التطورات المستقبلية
المجالات التي تتطلب البحث والتطوير [ 13 ]
- رصد الأقمار الصناعية بدقة ووضوح أعلى، بالإضافة إلى نطاقات طيفية أكثر، من خلال الأقمار الصناعية الثابتة بالنسبة للأرض.
- تحسين القدرة على رصد لون المحيط في المياه الساحلية والعكرة
- تحسين تفسير بيانات الجليد البحري من الأقمار الصناعية
- قياس الملوحة عبر الأقمار الصناعية
- تقييم وتصميم نظام المراقبة، بما في ذلك التحسينات في معلمات تدفق الهواء والبحر.
- تحسينات في المنصات البحرية، بما في ذلك زيادة قدرات عوامات أرغو
- تحسين تكنولوجيا الطائرات الشراعية وتكنولوجيا الإرساء.
- تطورات جديدة في أجهزة الاستشعار والأنظمة البحرية، بما في ذلك تحسين الحماية من التلوث البيولوجي، وأنظمة أخذ عينات المياه المستقلة، والأنظمة البصرية والصوتية، وأجهزة الاستشعار المتغيرة المحمولة جواً، والاتصالات ثنائية الاتجاه منخفضة التكلفة ومنخفضة الطاقة.
- قدرة جديدة ومحسّنة على قياس المتغيرات البيوجيوكيميائية والمغذيات والأكسجين المذاب وثاني أكسيد الكربون، بالإضافة إلى تحديد الكائنات الحية.
- أجهزة محسنة، بما في ذلك أجهزة قياس التيار القريبة من السطح، وأجهزة قياس الإشعاع في الماء، وأجهزة استشعار لمتغيرات واجهة الهواء والبحر والتدفقات المضطربة، وأنظمة استشعار VOS.
مستقبل أنظمة رصد المحيطات:
- المركبات الموجهة غير المأهولة تحت الماء [ 14 ]
المنظمات
- GOOS ( نظام مراقبة المحيطات العالمي ) [ 15 ]
- GCOS ( نظام الرصد المناخي العالمي ) [ 16 ]
- نظام مراقبة المحيطات المتكامل (IOOS ) [ 17 ]
- أرجو [ 18 ] [ 19 ]
- GODAE ( تجربة بيانات المحيطات العالمية ) [ 20 ]
- شبكات المحيطات الكندية [ 21 ]
- OOPC ( فريق رصد المحيطات للمناخ ) [ 22 ]
- مبادرة مراصد المحيطات (OOI ) [ 23 ]
- FixO3 (مراصد المحيط المفتوح ذات النقطة الثابتة) [ 24 ]
انظر أيضاً
مراجع
- ↑ "OOPC" . Ioc-goos-oopc.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 يناير 2015 .
- ↑ كينت، إليزابيث سي؛ تشالينور، بيتر جي؛ تايلور، بيتر كيه (1999). "تحديد إحصائي لأخطاء الرصد العشوائية الموجودة في التقارير الأرصادية لسفن الرصد التطوعية". مجلة تكنولوجيا الغلاف الجوي والمحيطات . 16 (7): 905-914 . Bibcode : 1999JAtOT..16..905K . doi : 10.1175/1520-0426(1999)016 < 0905:ASDOTR > 2.0.CO ; 2 .
- ↑ "ضمان الجودة / مراقبة جودة بيانات المحيطات الآنية" . نظام رصد المحيطات المتكامل الأمريكي (IOOS) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 يناير 2026 .
- ↑ "iQuam - مراقبة جودة درجة حرارة سطح البحر في الموقع" . Star.nesdis.noaa.gov. مؤرشف من الأصل في 23 يونيو 2018. تم الاطلاع عليه في 14 يناير 2015 .
- ↑
- ↑ "مكون علم المحيطات الفيزيائي لسلسلة بيانات المحيطات في هاواي (HOT/PO)" . Soest.hawaii.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 يناير 2015 .
- ↑ "موقع بيانات JKEO الإلكتروني" . Jamstec.go.jp . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 يناير 2015 .
- ↑ "الخط W - رصد تيارات الحدود الغربية العميقة في شمال المحيط الأطلسي" . Whoi.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 يناير 2015 .
- ↑ "مجموعة البيانات: المصادر" . Iridl.ldeo.columbia.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 يناير 2015 .
- ↑ "فينوس تحتفل بست سنوات من بث البيانات" . Oceannetworks.ca . تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 نوفمبر 2015 .
- ↑ "مضيق جورجيا المركزي" . Oceannetworks.ca . شبكات المحيطات الكندية. مؤرشف من الأصل بتاريخ 1 نوفمبر 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 نوفمبر 2015 .
- ↑ جينكينز، رينا (20 سبتمبر 2010). "مشروع نبتون كندا: سلامة البيانات من قاع البحر إلى بابك (الافتراضي)". أوشنز 2010. الصفحات 1-7 . doi : 10.1109/OCEANS.2010.5664290 . ISBN 978-1-4244-4332-1. S2CID 27181386 .
- ↑أُرشف بتاريخ 20 يوليو 2009 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) .
- ↑ "رحلة عبر المحيط الأطلسي - الفارس القرمزي" . Rucool.marine.rutgers.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 يناير 2015 .
- ↑ "الصفحة الرئيسية" . Ioc-goos.org. مؤرشف من الأصل بتاريخ 11 سبتمبر 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 يناير 2015 .
- ↑ "المنظمة العالمية للأرصاد الجوية" . Wmo.int . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 يناير 2015 .
- ↑ "الصفحة الرئيسية | Ocean.US - المكتب الوطني للرصد المتكامل والمستدام للمحيطات" . مؤرشف من الأصل في 18 أغسطس 2008. تم الاطلاع عليه في 4 سبتمبر 2008 .
- ↑ "أرغو : الموقع الرسمي" . Argo.net. مؤرشف من الأصل في 3 فبراير 2015. تم الاطلاع عليه في 14 يناير 2015 .
- ↑ "أرغو - جزء من استراتيجية الرصد العالمية المتكاملة" . Argo.ucsd.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 يناير 2015 .
- ↑ "مراقبة المحيط" . Godae.org. مؤرشف من الأصل بتاريخ 16 فبراير 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 يناير 2015 .
- ↑ "شبكات المحيط الكندية" . oceannetworks.ca . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2 نوفمبر 2015 .
- ↑أُرشف بتاريخ 29 يونيو 2008 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) .
- ↑ "اتحاد قيادة المحيطات" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 26 أبريل 2009. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 يناير 2015 .
- ↑ FixO3 ، الصفحة الرسمية
- علم المحيطات
- مراقبة الأرض