将来の気候変動の影響を緩和し、それに適応する社会の能力は、その影響をどれほど正確に予測できるかに左右されます。
現在、世界の海洋の90%以上において、信頼性が高く一貫した海洋観測データが不足しています。
OTZ観測ネットワークは、研究者が海洋の炭素循環とそれが地球規模の気候に与える影響についてより深く理解することに役立ちます。
クラウドベースのストレージとコンピューティング、機械学習、エッジコンピューティング、ロボティクスの融合により、大規模に海洋を観測し理解する能力に革命がもたらされつつあります。
急速に変化している海洋は、気候危機の理解とその解決策の策定の両面において、根本的に重要です。これらの海洋の変化は、極端な高温や降雨の発生、作物の収穫量、漁業の漁獲量、沿岸部の浸水など、現在および将来の人類の持続可能性のほぼすべての側面に直接影響を及ぼします。海洋は広大かつ深遠であり、十分に観測も監視もされていません。それでも、海洋を理解し、監視し、予測することは、私たちの未来とブルーエコノミーを確保するために不可欠です。
海洋は、気候システムに対して決定的な作用を及ぼしています。海洋は膨大な量の熱と炭素を吸収し、輸送し、貯蔵しています。海洋が提供する熱吸収の機能がなければ、地球は単に人間の住めない環境となるでしょう（海洋の熱吸収特性がなければ、地球の平均地表温度は120°Fを超えかねません）。
海洋は、1970年代以降に温室効果ガス排出によって生じた過剰な熱の93%以上を吸収してきました。この巨大な貯留層は、大気との間で熱、水分、二酸化炭素を絶えず交換し、気象パターンを形成し、気候を制御しています。この貴重な機能は、海洋の炭素と熱を閉じ込める特性がなければ産業時代の温室効果ガス排出によって生じていたであろう、最も深刻な潜在的撹乱から陸上での私たちの生存を守っています。この「生態系サービス」は、人類にとって計り知れないほど大きな、しかし認識されてこなかった価値を持ってきました。
地球の生命維持システム
係留型および漂流型のブイ、自律型海中ビークル、そして科学者チームが乗船する従来型の船舶による調査航海は、いずれも海洋プロセスを観測するための優れた道具です。しかし、これらの高価な道具にはいずれも共通の欠点があります。すなわち、特に深海において、海洋のパラメータを時間的・空間的に一貫して観測できないという点です。
海洋観測衛星は1978年に海洋学者の道具箱に加わり、水温、水の色、水位（海流、水深、海底地形）に関する海洋の理解に革命をもたらしました。複数の衛星が1日に何度も地球を周回しており、海洋学者は短時間で世界中のデータを取得できるようになりました。
科学の専門用語で言えば、衛星は優れた空間的・時間的な網羅性を提供します。しかし、従来の海洋観測機器の限界と同様に、衛星にも共通の限界があります。それは、表層しか「見る」ことができないということです。深海の生物学的・化学的プロセスは、衛星では観測できません。
より深い理解
新たな技術の目覚ましい融合と国際的な行動への呼びかけが、高度に観測可能で予測可能な海洋の実現というビジョンを形作っています。このビジョンを加速させるものとして、私たちは国連の「持続可能な開発のための海洋科学の10年」を開始したばかりです。「10年」の主要な課題には、次のものが含まれます。
持続可能で公正な海洋経済を発展させること。
海洋を基盤とした気候変動への解決策を引き出すこと。
世界の海洋観測システムを拡充すること。
海洋のデジタル表現を作成すること。
データ、技術、知識をすべての人に届けること。
人類と海洋の関係を変えること。
これらは重要かつ野心的な目標です。
私たちが望む海洋のための、必要な科学
ウッズホール海洋研究所（WHOI）の海洋トワイライトゾーン（OTZ）プロジェクトは、共同で資金提供を受けたプロジェクトであり、オーダシャス・プロジェクトの支援を受けて、従来の海洋学モデルに対する強力な触媒であり破壊者としての役割を果たしてきました。オーダシャス・プロジェクトは、大きな構想に対して、飛躍的な規模での変革をもたらす可能性のある資金を提供するための協働型アプローチです。
その使命の声明を推進する形で、OTZは、小型で経済的かつ自律的なセンサー群のプロトタイプを開発し、外洋のプロセスを効率的かつ効果的に研究するとともに、北大西洋に位置するOTZ観測ネットワークの実証システムを同時に構築・展開しています。このネットワークは、音響調査システムを備えた係留ブイ、低コストの光学・地球化学センサー、そしてサメやマグロなどの主要な捕食動物の位置を継続的に記録する新型の追跡タグなど、複数の異なる技術を用いて、科学者に海洋トワイライトゾーンの包括的な全体像を提供します。これらのすべての構成要素は、海中の音響信号と水面での衛星通信リンクを用いて、ネットワークのブイに接続されます。
ネットワークによって提供される情報は、トワイライトゾーンにおける魚類や無脊椎動物の密度と分布の推定精度を高め、それらの相互作用や、表層への日周回遊に関する新たな知見を明らかにし、保全や政策立案のための新たな戦略を推進するのに役立ちます。
海洋の炭素循環の理解を深める
海洋観測所の将来は明るいものです。基礎となる要素の一部は成熟しつつあり、これらのネットワークを接続する技術は現在利用可能であり、ネットワークのネットワーク（長距離自律型海中ビークルやグライダーなど）を構築することができます。
クラウドベースのストレージとコンピューティング、機械学習（人工知能の一分野）、エッジコンピューティング、ロボティクスの融合は、大規模に海洋を観測し理解する能力に革命をもたらしており、データの民主化と研究への包摂を支えています。
高度な画像技術を用いた自律型漂流センサーが開発中です。画像データは大容量のファイルとなり、衛星を通じて送信することが困難ですが、そこでエッジコンピューティングが、高度に観測可能で予測可能な海洋を実現するという目標を加速させます。産業界の研究協力は、海洋観測用ビークルやネットワークのコストを引き下げることができます。
より大きなビジョンは、マルチステークホルダー協働を推進し、気候を安定させ人類を持続させる、海洋全体のプロセスを追跡するための、常時稼働・常時接続の海洋センシングネットワークを構築することです。
