OceanObs'19: Innovation Expanding Ocean Observations

Dr. Jyotika Virmani und Dr. Marlon Lewis bei OceanObs'19. Foto: OceanObs'19

RBR veranstaltete das OceanObs'19 Honorary Paddle auf dem Showcase Floor. Foto: Justin Manley

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Einige Leute verbringen Jahre damit, ihren Lieblingsbands zu folgen, andere besuchen Kongresse für Science-Fiction-Shows. Aber einmal im Jahrzehnt versammeln sich diejenigen, die sich der ständigen Beobachtung des Ozeans verschrieben haben. Die OceanObs-Konferenzen finden alle zehn Jahre statt, um die Aufmerksamkeit derjenigen zu lenken, die Ozeanbeobachtungssysteme planen, implementieren und anwenden. Jede Konferenz ermöglicht es dieser vielfältigen Gruppe, den Stand der Wissenschaft und des Betriebs zu überprüfen und Ziele für das nächste Jahrzehnt zu definieren. Die dekadischen Konferenzen sind eine Gelegenheit, die Errungenschaften und Visionen globaler Ozeanbeobachter zu feiern.

300 Teilnehmer kamen zur Ersten Internationalen Konferenz über das Ozeanbeobachtungssystem für das Klima (OceanObs'99, Saint Raphaël, Frankreich, 17.-22. Oktober 1999) zusammen. Ziel war es, den Mix der Betriebsmessungen zu definieren, die für mehrere verwandte globale Programme erforderlich sind, insbesondere für das Programm für Klimavariabilität und -vorhersagbarkeit (CLIVAR), das Global Ocean Observing System (GOOS) und das Climate Observing System (GCOS). Die Konferenz befasste sich mit technischen und wissenschaftlichen Herausforderungen von Meeresbeobachtungssystemen und führte zu konkreten Maßnahmen. Insbesondere OceanObs'99 betonte die Notwendigkeit, in ein internationales autonomes Float-Programm von Argo zu investieren. Diese Priorität wurde von den Sponsoren aufgegriffen und das Argo-System liefert jetzt wichtige Betriebsdaten für die globale Ozeanbeobachtung.

OceanObs'09 (21.-25. September 2009, Venedig, Italien) versammelte über 600 Teilnehmer aus 36 Ländern, die sich aus verschiedenen Ozean-Stakeholder-Communities zusammensetzten. Die Konferenz entwickelte den Rahmen für die Beobachtung des Ozeans (FOO), der die Rechtfertigung und Strategie für die vollständige Umsetzung des Systems zur Beobachtung des physikalischen Zustands und des Kohlenstoffgehalts darstellte. Diese Konferenz demonstrierte die wissenschaftlichen und gesellschaftlichen Vorteile eines nachhaltigen Meeresbeobachtungssystems.

Zehn Jahre später versammelten sich mehr als 1.500 Mitglieder der globalen Ozeanbeobachtungsgemeinschaft in Honolulu, Hawaii (16.-20. September). Die OceanObs'19-Konferenz zielte darauf ab, die Wissenschaft, Technologie und Kapazität der Ozeanbeobachtung besser auf die wachsenden gesellschaftlichen Bedürfnisse abzustimmen. Vor der Konferenz wurden Community White Papers von allen interessierten Gruppen, einschließlich Wissenschaftlern und Endnutzern, angefordert. Diese beschriebenen Bedürfnisse und Bestrebungen für das kommende Jahrzehnt. Die Bestrebungen umfassten die Ansprache von Fischerei- und Ökosystemmanagementfachleuten, des Seeverkehrssektors, nationaler und lokaler Behörden, Such- und Rettungsdiensten, Forschern des öffentlichen und privaten Sektors sowie der Öffentlichkeit im Allgemeinen.

The Breaking Waves, Breaking Barriers Panel auf der OceanObs'19. Foto: Justin Manley

Um diese Ziele zu erreichen, bauten die OceanObs'19-Organisatoren die Konferenz auf sieben Themen auf: Ökosystemgesundheit und Biodiversität, Klimavariabilität und -wandel, Wasser, Nahrungsmittelsicherheit und Energiesicherheit, Umweltverschmutzung und menschliche Gesundheit, Ozeangefahren und maritime Sicherheit, Entdeckung und Blaue Wirtschaft . Zwei Querschnittsthemen, Daten- und Informationssysteme sowie Beobachtungstechnologien und -netzwerke, verbinden und integrieren sich themenübergreifend. Das Endergebnis war ein Programm mit fünf Tagen Inhalt. Die Veranstaltung entwickelte sich über die täglichen Themen Information, Innovation, Integration und Vision hinweg. Der Innovationstag befasste sich mit neuen Technologie-, Wissenschafts- und Marktkonzepten für die Meeresbeobachtung.

Der Innovationstag wurde mit Plenarvorträgen führender Innovatoren in der Community eröffnet. Sie wurden durch ein anschließendes Panel, fünf Sondersitzungen und sieben Breakout-Sitzungen ergänzt. Im Laufe der Woche standen den Teilnehmern 60 Aussteller und 600 Plakate zur Verfügung. Zu den Exponaten gehörten verschiedene universitäre und staatliche Bemühungen sowie viele Hersteller von Meerestechnologie. Die Displays versuchten, das Beobachten der Ozeane in Aktion zu vermitteln, und boten den Besuchern die Möglichkeit, sich mit neuen Technologien wie In-situ-Sensoren sowie Plattformen wie unbemannten Fahrzeugen und treibenden Schwimmern auseinanderzusetzen. Mehrere neue Produkte wurden eingeführt, um die Kosten und die Komplexität der Meeresbeobachtung zu verringern.

RBR Global präsentierte sein neues Konzept, moto, ein erschwinglicher, einfach zu installierender Drifter für Missionen von kurzer Dauer. Dieses neue System, das für Aufgaben wie die Hurrikanforschung vorgesehen war, wurde der OceanObs'19-Community zur Rückmeldung vorgelegt, um sicherzustellen, dass es „zweckmäßig“ ist. Während der gesamten Veranstaltung wurde dieses Konzept häufig für alle Technologien verwendet, um die Teilnehmer daran zu erinnern dass es viele Lösungen für unterschiedliche Bedürfnisse bei der Beobachtung von Ozeanen gibt.

Nortek war auch auf der OceanObs'19 vor Ort und übernahm die Konferenzgebühr, um „die Effizienz zu verbessern, die Kosten zu senken oder neue Beobachtungen hinzuzufügen, die zuvor nicht möglich waren.“ Ihre Lösung war die ECO-Plattform. ECO, Norteks Mini-ADCP für Flachwasserprofile, wird im Herbst 2019 zum Verkauf angeboten und verfügt über ein tragbares, drahtlos aufgeladenes 1-MHz-ADCP, das mit einer einfachen Smartphone-App mit automatischer Cloud-Datenverarbeitung und QA / QC programmiert wird. Nortek ging die Entwicklung noch einen Schritt weiter und entwickelte ein einfaches Bojen- und Zeitfreigabesystem, um den Einsatz in flachen Bereichen zu vereinfachen

Diese Branchenentwicklungen stimmten gut mit den Ausführungen im Innovationsplenum überein, zu denen Präsentationen von Dr. Wendy Watson-Wright vom Ocean Frontier Institute, Dr. Marlon Lewis von der Dalhousie University und Dr. Jyotika Virmani von XPRIZE gehörten. Die letzten beiden forderten nachdrücklich dazu auf, über die Technologie der Ozeanbeobachtung nachzudenken.

Durch eine methodische Analyse der technologischen Veränderungen und des wissenschaftlichen Verständnisses unterstrich Dr. Lewis die Notwendigkeit eines neuen Ansatzes für Ozeanüberwachungsinstrumente, insbesondere um die Veränderungen der globalen Ozeanreservoire von Wärme, Kohlenstoff, Stickstoff und anderen wichtigen Faktoren zu verstehen. Er stellte fest, dass die Meerestechnologie in der Vergangenheit einen handwerklichen Ansatz verfolgt hat, ähnlich wie Craft Beer, bei dem der Schwerpunkt auf Qualität und skalierbaren Lösungen liegt. Er schlug vor, dass wir von diesem handwerklichen Ansatz zu skalierbaren Werkzeugen übergehen müssten, und stellte fest, dass die Verwendung von Ozeanrobotersystemen der einzig realistische Ansatz ist. Sie ergänzen die Beobachtungen von Oberflächensatelliten und bilden eine kritische dritte Dimension über dem globalen Ozean. Darüber hinaus bot der Vortrag einen Grund, die Beobachtungskapazität um den Faktor 1000 zu erhöhen. Natürlich wäre dies mit den derzeitigen Technologien unerschwinglich teuer. Die Idee führt jedoch zu einer potenziellen Nachfrage nach 350.000 Sensorplattformen pro Jahr. Bei einem hypothetischen Preis von 300 USD würde dies ein Programm von 100 Mio. USD pro Jahr bedeuten. Diese Vision forderte die Technologen heraus und inspirierte die Wissenschaftler.

Dr. Virmani bot Ideen zur Kraft exponentieller Technologien an. Sie charakterisierte die Kraft exponentieller Entwicklungen im Vergleich zu einem Spaziergang. Nimmt man 30 lineare Schritte, werden ca. 30 Meter zurückgelegt. Wenn jedoch jeder Schritt exponentiell ist, werden aus 30 Schritten 26 Reisen um die Welt. Mit Incentive-Preisen will Xprize die Entwicklung grundlegender neuer Technologien beschleunigen. Der kürzlich abgeschlossene Ocean Discovery-Preis ist ein besprochenes Beispiel für den Ozean, aber ein neuer Preis für „Avatare“ bot eine faszinierende Idee, dass Meeresforscher vielleicht eindringlichere Wege finden, den Ozean zu erkunden. Den Abschluss der Plenarsitzung bildete eine Sondermeldung des US-Energieministeriums (DOE) und der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Sie kündigten ihren neuen Powering the Blue Economy: Ozeanbeobachtungspreis an, der Innovatoren die Möglichkeit bieten wird, Meeresenergietechnologien in einem Maßstab zu entwickeln, der erreichbarer ist als Strom im Versorgungsmaßstab. Es bietet Technologen auch die Möglichkeit, sich mit der Ozeanbeobachtungsgemeinschaft zusammenzutun, um die Energieherausforderungen von Systemen zur nachhaltigen Ozeanbeobachtung zu bewältigen.

Die Innovationsdiskussionen wurden im Laufe des Tages fortgesetzt. Durch Sondersitzungen und Gruppen. Diese befassten sich mit Schlüsselwerkzeugen und -techniken, einschließlich Fernerkundung, Umgebungs-DNA (eDNA), Modellierung und Assimilation, Plattformen, Sensoren und Software. Die Blue Economy und das Community Building wurden ebenfalls angesprochen. Der Inhalt des OceanObs'19 Innovation Day war umfangreich und bot sich nicht für einfache Zusammenfassungen an. Das heißt, es gab eine grundlegende Frage bei der Arbeit:

Norteks neuer ECO ADCP. Foto: Justin Manley

Wie können wir Innovationen bei der Beobachtung von Technologien, Produkten und Benutzerdiensten vorantreiben?

Bei der Prüfung dieser Frage wurden mehrere Lücken und Empfehlungen erörtert. Es wurden viele Lücken in Bezug auf Technologie und Innovation festgestellt. Diese betrafen unbemannte Systeme, insbesondere unbemannte Überwasserschiffe (USVs), Fernerkundungssysteme, verkabelte Systeme, Bojen, Hochfrequenzradar, Meeresspiegelmessungen und Systemkonzepte. Die Empfehlungen waren ebenfalls vielfältig und umfangreich.

Einige wichtige Empfehlungen, die auf der OceanObs'19 diskutiert wurden, waren:

Technologieentwicklung: Aktualisieren Sie vorhandene Beobachtungssysteme mit neuen Sensoren und Technologien wie Biosensoren und solchen, die Wellendaten erfassen und biogeochemische Variablen messen können

Fernerkundung: Bessere In-Situ-Unterstützung für Satellitentechnologien.

Verbesserte Beobachtungen: Die Ozeanbeobachtungsgemeinschaft sollte Schritte unternehmen, um zusätzliche Messungen in Beobachtungsrahmen einzubeziehen.

Plattformkonzepte: Konzentrieren Sie sich auf kostengünstige, allgegenwärtige Lösungen für die Zugänglichkeit der Plattformentwicklung und erweitern Sie so die Community der Ozeanbeobachter, um die Öffentlichkeit und die MINT-Bildungssysteme besser zu erreichen.
Zusammenarbeit: Weitere Förderung einer engen Zusammenarbeit zwischen dem Privatsektor und der regionalen Ozeanbeobachtergemeinschaft, wobei die jeweiligen Stärken genutzt werden, um regionale Beobachtungs- und Prognoselücken zu schließen.

Die umfangreichen, vielfältigen Empfehlungen wurden aus den Aktivitäten des Innovationstages und den zugehörigen Community-Whitepapers abgeleitet. Die anderen Themen, Tage und Beiträge lieferten zusätzliche Inhalte und Empfehlungen. Während der gesamten Veranstaltung wurden Fragen und Konzepte von Online-Tools, Moderatoren und Teilnehmern erfasst. Die OceanObs'19-Website wird viele der Präsentationen zur Verfügung stellen, und dort werden auch Aufzeichnungen einiger Schlüsselsitzungen verfügbar sein.

Während der gesamten OceanObs'19 gab es viele Nebenveranstaltungen, die sich mit spezifischen wissenschaftlichen Fragen und Gemeinschaften befassten. Ein bemerkenswertes Ereignis hieß Breaking Waves, Breaking Barriers. Diese Veranstaltung wurde von Schmidt Marine Technology Partners gesponsert und konzentrierte sich auf die instrumentelle Rolle von Frauen in den Bereichen Meereswissenschaften, Führung und Mentoring. Eine Jury aus vier führenden Frauen in der Ozeanforschung bot Einblicke in ihre eigene Karriere. Als Moderatorin fungierte Rosie Alegado von der University of Hawaii. Zu den Diskussionsteilnehmern gehörten Barb Kirkpatrick aus den USA, Nelly Florida aus Indonesien und Juliet Hermes aus Südafrika. Fast 40 weitere Frauen aus der Branche fungierten als Botschafterinnen, um Fragen zu beantworten und Diskussionen während eines Networking-Empfangs anzuregen.

Das Ereignis der Wellenbrecher war nur ein Beispiel dafür, wie das OceanObs'19-Programm kreative Diskussionen und neue Beziehungen in der Community der Ozeanbeobachter anregte. Für die Ocean Technology Community ist eines der Schlüsselelemente der Konferenzerklärung besonders relevant. Es wurde hervorgehoben, wie wichtig es ist: die Kreativität der akademischen Forschungs- und Ingenieurgemeinschaften zu nutzen und in Zusammenarbeit mit dem privaten und öffentlichen Sektor Sensoren und Plattformen zu entwickeln, Beobachtungen besser zu integrieren, Informationsprodukte über das Meer zu revolutionieren, die Effizienz zu steigern und die Kosten zu senken bei jedem Schritt der Ozeanbeobachtung Wertschöpfungskette. Die nächsten zehn Jahre werden in der Tat spannend.