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農業部水產試驗所全球資訊網

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特別報導

認識全球海溫觀測的協調者GHRSST

  • 作者:張致銜 / 沿近海漁業生物研究中心
海面溫度(sea surface temperature, SST)是衡量全球海洋健康狀況的關鍵指標,更是海洋與大氣交互作用的核心要素。SST不僅主導了兩者間的能量與水氣交換,更深刻地塑造了全球天氣與氣候的樣貌。從聖嬰現象(ENSO)的週期性變化、颱風強度的增減、漁場的豐枯與變遷,到珊瑚礁的白化危機,無一不與 SST 的微小變動息息相關。
在全球氣候變遷的嚴峻背景下,海洋正以前所未有的速度暖化,對海洋生態系統造成深遠的衝擊。因此,長期且精準地監測 SST 變化,成為掌握與因應這些衝擊的必要前提。然而,要對覆蓋地球七成面積的浩瀚海洋進行精密量測,本身即是一項巨大的挑戰。
為應對此挑戰,全球科學界建立了一套整合性的全球觀測網。此網絡結合了太空中的遙測衛星,以及布署於海中的多樣化「現地觀測」(in-situ)設備,例如:漂流與固定式浮標、Argo 剖面浮標、科研船舶,甚至是搭載了感測器的海洋哺乳動物等。其中,來自浮標與船隻等平台的實地量測數據,對於校正和驗證廣域的衛星遙測結果,扮演著至關重要的角色。
  • GHRSST 緣起與核心使命
「高解析度海面溫度團隊」(Group for High Resolution Sea Surface Temperature, GHRSST)成立於 2002 年,其前身為「全球海洋資料同化實驗高解析度海面溫度試驗計畫」(The Global Ocean Data Assimilation Experiment (GODAE) High Resolution SST Pilot Project, GHRSST-PP)。當時,全球氣候與海洋研究團隊面臨的共同困境:氣象預報與海洋模型急需即時、精確且無缺口(gap-free)的全球SST資料,但不同國家、不同衛星所生產的數據格式不一、品質不一,難以整合,也不利於應用。因此,國際間迫切需要一套統一標準,將分散的資料轉化為可共享、可比較、可運算的全球性資源。
為解決此困境,GHRSST 的核心任務便是建立一套國際通用的數據標準與作業規範。它透過協調全球各機構的 SST 產品,建構了一個讓數據生產者、使用者及研究人員能共同協作的框架。在這個國際平台上,各方可以共享數據、討論並制定數據處理的最佳模式,從而產出品質更高、也更符合多元應用需求的衛星海溫產品。
如今,GHRSST 已從最初的試驗計畫,發展為全球海面溫度觀測領域的權威協調機構。其核心目標可以總結為:「透過國際合作與科學創新,以最具成本效益的方式,為全球科學研究社群提供最優質、可靠的海面溫度資料。」
  • GHRSST 的獨特角色與運作機制
GHRSST 在全球海溫觀測領域中扮演著獨特的角色,它並非資料的直接生產者,而是一位標準制定者與國際協調者。
其運作核心是採用一種「區域/全球任務共享」(Regional/Global Task Sharing, R/GTS)框架。透過此框架,GHRSST 與全球主要的太空機構(如美國太空總署 NASA、歐洲太空總署 ESA、日本宇宙航空機構 JAXA)及國家級科研單位(如英國氣象局 Met Office、美國海洋暨大氣總署 NOAA)等夥伴,形成了一個分工合作、資源互補的全球觀測生態系。這種廣泛的國際合作模式,不僅帶來了穩健的多源頭資金支持(例如,歐盟哥白尼計畫 CMEMS 資助 GHRSST 計畫辦公室的營運經費),更匯聚了全球頂尖的科研能量。
要讓這個龐大的全球生態系有效地運作,就必須建立一套所有成員共通的語言與規範。這套規範的重要基礎,就是《GHRSST 資料處理規範》(GHRSST Data Processing Specification, GDS)技術文件 。
GDS 詳細定義了所有海溫產品的製作標準,從統一檔案格式(NetCDF)、變數命名,到嚴謹的品質控制流程,皆有明確規定。正是透過這套統一的規範,確保了來自世界各地海溫資料能夠無縫整合,讓科學界能更有效率地運用這些跨國界的珍貴數據。
 
GHRSST 的組織架構
GHRSST 的組織架構
  • 成果應用與未來啟示
透過建立全球標準與促進國際合作,GHRSST 顯著提升了全球海面溫度監測與應用的能力。這些高品質的整合數據,在多個關鍵領域發揮著深遠的影響:
  • 天氣預報:精確的 SST 是數值天氣預報模型的關鍵輸入,直接提升了對颱風路徑、暴雨等極端天氣的預測能力。
  • 氣候變遷監測:長期且一致的 SST 資料,是研究全球暖化與海洋熱浪等現象不可或缺的科學證據。
  • 海洋漁業應用:SST 數據可用於掌握海域水團、海流與水溫鋒面變化,為產業提供即時漁群動態與漁海況速預報等輔助資訊,從而保護漁船作業安全並提供關鍵漁場資訊。
GHRSST 的成功經驗,為我們應對全球性挑戰提供了重要的啟示:面對氣候變遷的嚴峻考驗,任何單一國家或機構都無法獨力應對。唯有像 GHRSST 這樣跨越國界的通力合作,我們才能更深入地理解我們所居住的這顆藍色星球,並為其永續的未來找到解答。