Efter en hit under pandemin kommer de kommande månaderna att vara en avgörande tid för havsforskning. Människor förlitar sig på data som samlas in till sjöss för väderprognoser, förståelse för klimatförändringar och hålla kustekonomierna flytande. För att få det att hända håller forskare reda på allt från temperaturer till salthalt och syrehalter i djupet. Men COVID-19-krisen avbröt forskning runt om i världen och havsforskare försöker återhämta sig.
De kommande månaderna kommer att vara en avgörande tid för havsforskning
“Över natten förvandlades vårt fartyg från ett forskningsfartyg som observerar ett decenniums havsförändringar, till ett enkelt expressånghus,” Leticia Barbero, en biträdande forskare vid University of Miami, sa i ett pressmeddelande i juni 2020. Hon och hennes team rusade för att distribuera autonoma instrument för att fortsätta göra mätningar för klimat- och väderprognoser.
Trots de bästa ansträngningarna från Barbero och hennes medforskare, under 2020 och första delen av 2021, minskade realtidsdata med 10 procent från världens havsobservationsnätverk, enligt ett rapportkort som nyligen släpptes av Global Ocean Observing Systems koordinationsgrupp för observationer. Vissa nätverk såg större förluster. Det som potentiellt är mer oroande är att det minskade viktiga underhållsåtgärder med 15 till 20 procent, vilket kan äventyra mer datainsamling framåt.
Randen talade med Mathieu Belbéoch, en teknisk samordnare och ledare vid OceanOPS, den gemensamma världsmeteorologiska organisationen (WMO) och UNESCOs mellanstatliga oceanografiska kommission om vad som hände förra året och vad som kommer nästa.
Denna intervju har redigerats för längd och tydlighet.
Hur samlar forskare vanligtvis data i havet?
Vissa instrument är inställda ombord på fartyg, främst handelsfartyg. Det är WMO: s historiska nätverk. Fartygets kaptener fångar meteorologiska observationer och loggar det. Detta har moderniserats och allt som nu delas i realtid.
Sedan finns det ytdrivare som driver med ytströmmen. Många används för meteorologi. Då har du en uppsättning förtöjda bojar – mycket på kustnivå, men det finns också ett mycket viktigt nätverk i den tropiska gränsen, särskilt för att övervaka El Nino. Och så finns det Argo-nätverket, ett slags revolutionerande nätverk som uppfördes för ungefär 20 år sedan för att mäta hela vattenpelaren med robotar som går upp och ner från ytan. Det finns 4000 av dessa.
Allt som kompletteras med en uppsättning andra system – forskningsfartyg, några havsglidare som du kan styra lite. Och även vissa djur används för att göra mätningar – elefantsälar främst.
Vilken inverkan har pandemin haft på alla dessa observationsnätverk?
Det är en fråga som vi har fått mycket under det senaste året eller så. Det var tydligt en viss inverkan.
“Vi måste vara lite kreativa”
Den främsta inverkan var bristen på tillgänglig tid, vilket gör våra liv svårare. Vissa fartyg används för att göra mätningar men också för att distribuera dessa bojar. Så vi måste vara lite kreativa och vi har använt några segelbåtar, vi har samarbetat med några skeppare. Volvos nautiska lopp runt om i världen, de har använt instrument för oss.
När det gäller data ser vi en liten förlust. Ett nätverk som drabbats är ett nätverk som heter Ship of Opportunity Program (SOOP). Det använder förbrukningsbara badythermografer, små sensorer som lanserats från handelsfartyg. Längs en handelsfartygsrutt har du en operatör eller ett automatiskt system som, varje timme, tappar temperaturprober i havet. Detta program har försämrats med 50 procent eller mer – eller till och med 100 procent någon gång, ingenting hände de första sex månaderna! Så ja, vi har förlorat lite data där.
Några förtöjda bojar underhölls inte i tid, kanske kommer de att vara under de närmaste sex månaderna. Om inte, kommer vi att se att de olika nätverken stänger av de små punkterna på kartan efter varandra.
Förtöjda bojar i tropikerna är de bästa verktygen för att övervaka El Nino. Systemet fungerar bara med 60 procent av kapaciteten idag, även om det inte är allt relaterat till COVID eftersom det finns finansieringsutmaningar och andra svårigheter.
Ditt senaste rapportkort säger att det har funnits en 10-procentig minskning av realtidsdata, hur kan det påverka forskning eller prognos
Det är svårt att säga, du vet, vad är priset för en enda observation. Några mycket viktiga tidsserier har inte gjorts, så dessa data går förlorade för alltid. Du är inte där för att ta dessa data, så för klimatåterkallelse är detta en förlust. Under resten av serien har du minskat noggrannheten i prognosen. Men för tillfället hanterar systemet chocken ganska bra, tror jag.
“Hjärtat i systemet är autonomt”
Systemets hjärta är autonomt, det är gjort av autonoma instrument . Dessa bojar, några kommer att pågå ett år eller två, andra kommer att driva fem eller fler. Så när de lanseras kan de arbeta länge och om telemetriinfrastrukturen är okej kommer systemet att fortsätta att fungera.
Förväntar du dig att det kommer fler utmaningar framåt till följd av pandemin eller har saker börjat gå tillbaka till det normala?
Systemet kan hantera sex månader till ett års flagg – fördröjning av förnyelsen. Men mer än så börjar vi vara seriösa. En ytdrivare kommer att leva i ungefär ett år. Så om du inte åker till havs på ett år tappar du hela ditt nätverk. Och det är till exempel det enda sättet att få lufttryck. Du får inte lufttrycket från satelliter.
Det här året kommer att vara avgörande eftersom vi har samlat många underskott i implementeringen. Så vi har lite lager att distribuera i år, så det kommer att bli mycket mer arbete att göra.
Du vet, om ingen kommer att ersätta drifters i Indiska oceanen i år – nästa år kommer du att ha mycket dåliga data i Indiska oceanen, för monsunerna och alla dessa kritiska applikationer. Modellerna och tjänsterna kommer att försämras. Vi är inte där än, men samhället måste arbeta hårt i år för att underhålla systemet.
“Att underhålla systemet är en slags kamp”
Det var redan en utmaning. Jag menar att underhålla systemet är en slags kamp. Denna viktiga infrastruktur för världen finansieras av forskning på 70 procent, vilket innebär att forskarna måste ansöka om förslag och för vetenskapsprojekt vartannat, vart tredje år. Det är som om dina motorvägar underhålls av forskning, du vet, du kommer att tycka att det är väldigt konstigt, för alla behöver en motorväg. Och för systemet för havsobservation är det detsamma. Denna kritiska infrastruktur upprätthålls med kort finansiering. Så innan pandemin var systemet redan bräckligt. Och pandemin har bara påskyndat några av dessa utmaningar.
Jag skulle säga om förseningarna fortsätter igen som förra året, under de närmaste sex månaderna, kommer vi att börja se några mätbara effekter. Dagens effekter ligger vid marginalen. Och som sagt, hjärtat i systemet överlever pandemin.