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        400余套數據集全球共享,青島海洋大數據中心依靠數據破譯海洋密碼!

        “數字青島”建設中,海洋領域的數字化不可或缺。

        地球表面的71%被水所覆蓋,其中96.54%的液態水存在于海洋中。然而,海洋中95%的水域尚未被探索過,人類對海洋的認識遠遠不如火星。

        深海中有什么?海水是如何流動的?海洋變化何以影響著全球的天氣和氣候?照亮浩瀚未知的海洋內部,破譯神秘變幻的海洋密碼,離不開持續不斷的探索和研究,而海洋大數據就是這種探索和研究的堅強后盾。

        近日,中國科學院海洋研究所海洋大數據中心再迎重大進展,該中心核心平臺“海洋科學領域云平臺”上線試運行,目前已推出百余套共享數據集、10余項海洋大數據與人工智能應用產品,正以“數據認知、預知海洋”為宗旨,推動海洋數據的開放共享與高效利用,助力海洋科學前沿研究,保障海洋環境安全,服務社會經濟發展。

        實時接收海洋觀測網數據,數據資源池總量達242TB

        海洋大數據中心的基礎是“數據”。作為認識海洋的重要基礎性工作之一,海洋所在1950年成立伊始即不斷開展海洋調查工作,70多年來,構建了基于衛星遙感、無人機、科考船、水下移動觀測、西太平洋潛標觀測網、近海浮標觀測網、岸基野外觀測臺站組成的海岸帶-近海-大洋“空天海地”一體化海洋綜合觀測網絡,該觀測網絡的最大特點是實現了海洋觀測數據的實時傳輸。目前,觀測數據已實現實時匯聚到海洋大數據中心,該中心的數據資源池總量已達到約242TB,涵蓋海洋水文、氣象、生物、化學、聲學、地形地貌等多類型。

        中科院海洋所海洋大數據中心副主任馮立強介紹說,海洋大數據中心的數據主要來自科考船調查、定點觀測、衛星遙感、海洋數值模式和再分析資料等。從科考船調查來看,海洋所自建所以來先后擁有20余艘科學考察船,積累了豐富的海洋科學考察數據。 “金星”號、“科學一號”等大多數科考船已經退役,如今,以 “科學”號為旗艦、“創新”號、“科學三號”為代表的科考船隊奮斗在近海大洋,每年開展航次10余個,數量在國內處于第一梯隊。2015年,海洋所牽頭組建中國科學院海洋科考船隊,統籌調配管理院內“科學”“實驗”“探索”“創新”4個系列12艘科考船,更加有力地推動了海洋科考能力和數據獲取的跨越式提升。

        而在定點觀測數據來源方面,海洋所牽頭建設的“四站四網”海洋野外觀測網絡——膠州灣站、黃河口站、牟平站、長江口站,及黃海浮標觀測網、東海浮標觀測網、西太平洋潛標觀測網、渤海與北黃海區域觀測網,是國際上最大規模的“空天海地”一體化綜合立體觀測網絡,實現了從中國近海向大洋深處的覆蓋。其中,近海長期觀測數據已累計長達30年,西太深海潛標觀測數據自2016年以來實現了實時傳輸。

        “今年6月份,我們還將建設啟用衛星地面接收站,接收更加多源的國際國內高分辨衛星遙感數據?!?馮立強介紹說,與此同時,建立“兩洋一海”超高分辨三維動力場數值模式,同化實時觀測資料,研發高精度再分析數據集產品,不斷豐富完善海洋大數據中心的數據資源池。

        400余套數據集全球共享,10余項人工智能產品輔助決策

        以海量海洋科學數據資源為支撐 ,海洋大數據中心如今已上線數據集400余套。同時,立足基礎研究等優勢,自主開發了10余項海洋大數據與人工智能應用產品,面向海洋領域用戶提供數據資源管理與共享、交互式數據分析、輔助決策等服務。

        “2020年底,海洋大數據中心通過新版門戶網站首次發布了特色數據產品5套,包括全球海洋溫度格點數據集、全球海洋鹽度數據集、全球海洋層結數據集、全球海洋熱含量數據集、基于廣義回歸神經網絡的全球海洋表層二氧化碳分壓數據集。”馮立強說,除此之外,還發布了高質量的全球海洋現場觀測數據集,涵蓋1985年至今的上千萬條海洋溫度、鹽度觀測數據。這些數據的開放共享推動了海洋科學前沿研究,例如,今年年初,包括海洋所在內的全球14家單位學者聯合發布了國際第一份涵蓋2020整年的全球海洋環境變化研究報告。報告顯示,2020年海洋升溫持續,成為有現代海洋觀測記錄以來海洋最暖的一年,亟需采取有效措施來保護海洋。

        據介紹,“海洋科學領域云平臺”近日上線試運行時,再次上線船基調查數據集353套、定點觀測數據集59套、衛星遙感數據6套及再分析數據產品、國際共享數據集10余套。同時,集成海洋與大氣科學數據軟件工具500余套,為海洋領域用戶提供了更多數據資源和在線分析工具。

        當然,打造數字海洋、智慧海洋,不僅僅要對海洋數據進行收集分類整編,更重要的是面向國家、政府、企業、大眾等領域的目標用戶需求,打造海洋大數據與人工智能應用產品,探尋海洋的運行規律,預測未來的發展趨勢變化,建立預測及應對模式,服務國家海洋健康可持續發展。

        例如,中科院海洋所王凡團隊根據對西太平洋暖池結構的認識、變異機理的把握,在氣候預報模式中加入了海洋鹽度模塊,發展出了新型的氣候變化預報系統(IOCAS ICM),在保證準確率的同時,把厄爾尼諾事件有效預報時間提前到半年甚至更早。

        海洋所尹寶樹研究員團隊建立了高精度西太及中國近海的海流模式,基于該模式對2018年“桑吉號”溢油軌跡進行了準確預測,分析結果被國辦采用。團隊成員海洋所研究員楊德周介紹說,目前,研究團隊正針對日本核廢水排到大海以后的擴散途徑進行研究預判。

        團隊成員海洋所副研究員馮興如告訴記者,尹寶樹團隊還聯合海洋大數據中心建立了精細化的風暴潮-近岸浪-天文潮耦合漫堤預報決策支持系統,該系統可實時展示臺風運移的路徑、強度等,實現臺風登陸前36-96小時自動生成輔助分析報告,提供不同區域、不同時刻的漫提預警信息,計劃在山東推廣使用。

        “目前,海洋大數據中心已開發海洋大數據與人工智能應用產品10余項,在我國近海生態災害、溢油、風暴潮災害預警服務等方面提供輔助決策和有效支撐?!?馮立強介紹說,下一步,還將繼續建設海洋人工智能應用、數據產品研發、數據服務等平臺,不斷研發集成海洋科學數據管理和分析應用工具,開發具有普適性、綜合性和示范性的數據產品,面向國家環境安全、政府決策和海洋科研需求,構建結構完善、功能先進的海洋人工智能與大數據服務業務化云平臺,服務于海洋科技創新發展,推動海洋科學事業的發展。(青島日報/觀海新聞記者  李勛祥)

        責任編輯:單蓓蓓


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