Antes do advento das técnicas modernas de observação e modelagem, entender como o oceano se comportava exigia reunir dados díspares - muitas vezes separados por décadas no tempo - de um punhado de fontes ao redor do mundo. Nos anos 1980, que começou a mudar quando os avanços tecnológicos, como satélites, flutua, vagabundos, e traçadores químicos, feito contínuo, medições de massa possíveis.

Ainda, os novos conjuntos de dados resultantes muitas vezes existiam independentemente uns dos outros, obscurecendo o quadro geral de como o oceano circula, transfere calor, afeta o clima, armazena carbono, e mais. É por isso que Carl Wunsch, professor emérito de oceanografia física no Departamento da Terra do MIT, Ciências Atmosféricas e Planetárias (EAPS) e membro do Programa EAPS em Atmosferas, Oceanos e Clima (PAOC), começou a liderar um esforço para revelar esse quadro geral há quase 20 anos.

Seguindo os passos do World Ocean Circulation Experiment (WOCE), Wunsch fundou um consórcio que buscava combinar conjuntos de dados oceânicos globais com modelos de circulação de última geração. Somente com esta combinação de observação e teoria os cientistas poderiam entender completamente o estado físico e dinâmico do oceano, e, portanto, seu papel no clima, Wunsh escreveu para o jornal Oceanografia em 2009. O consórcio, que passou a ser chamada de Estimativa da Circulação e Clima do Oceano (ECCO), foi um grande empreendimento, incluindo uma rede internacional de pesquisadores e órgãos governamentais para trocar e analisar bilhões de observações oceânicas tiradas de todos os cantos do globo.

"Foi como construir um grande telescópio, "Wunsh diz." Isso é o que ECCO tem sido. "

Hoje, ECCO é amplamente anunciado como a estrutura básica para a compreensão do comportamento de todo o oceano nas próximas décadas. Mês passado, Wunsch e seus colaboradores publicaram uma espécie de relatório de progresso sobre os esforços da ECCO no Boletim da American Meteorological Society , onde eles detalham o melhor registro da circulação oceânica até hoje:uma média de 20 anos do clima e da circulação oceânica, chamada de climatologia, que obedece às leis dos fluidos e inclui todos os dados coletados no oceano em todo o mundo desde 1992.

No artigo, "Um Dinamicamente Consistente, Climatologia oceânica multivariável, "os autores descrevem as atualizações recentes do ECCO e explicam o profundo tesouro de informações que o torna possível, incluindo observações de todos os satélites altimétricos que voaram desde 1992; dados de temperatura e salinidade de sensores de profundidade, batitermógrafos descartáveis, e perfis da Argo; e - talvez o mais fascinante - dados coletados por meio de sensores em elefantes-marinhos em mergulho profundo.

Com um imenso volume de dados - vários bilhões de observações - Wunsch e seus colaboradores escrevem que o problema logo se tornou como combinar os enormes conjuntos de dados e ajustá-los a um modelo que representaria um oceano tridimensional em evolução no tempo ao longo de décadas. Fortuitamente, durante a iniciação da ECCO, um esforço paralelo no MIT estava em andamento, liderado por EAPS Cecil e Ida Green Professor de Oceanografia John Marshall, para desenvolver um novo modelo de circulação geral do oceano, chamado de Modelo de Circulação Geral do MIT, que Wunsch adaptou para se tornar o motor dinâmico da ECCO.

Compreensão detalhada das precisões e precisões desta metodologia, incluindo pelo menos alguma aproximação para uma estimativa de erro em todas as escalas, é "uma atividade sem glamour, mas essencial, "Wunsch diz.

Por mais nada glamorosa que seja a metodologia, os resultados são soluções elegantes que se adaptam adequadamente a quase todos os tipos de observações do oceano e que são, simultaneamente, consistente com o modelo. Essas soluções agora estão sendo usadas para informar uma ampla gama de pesquisas, variando da variabilidade do oceano, ciclos biológicos, física costeira, e geodésia. Alguns estudos envolveram aplicações mais imediatas, como a previsão de fluxo físico e campos de mistura, que influenciam os ecossistemas da lagosta e do bacalhau. Outros oferecem melhor resolução para problemas gerais, como a absorção de carbono do oceano, aumento do nível do mar, previsão do clima, e paleoclima.

Com ECCO, analisar esses problemas não está mais confinado ao uso de conjuntos de dados únicos, e os pesquisadores ficam livres de preocupações de que propriedades básicas, como a conservação de energia, sejam violadas na análise, diz Wunsch.

"É um luxo pensar a longo prazo, "diz ele. Mas, ele adiciona, é uma necessidade científica e social e requer décadas a mais de dados para ir além de 20 a 30 anos.

Hoje, o esforço da ECCO é uma prova de que as combinações de dados modelo olhando para escalas de tempo decadais e mais longas são possíveis, diz Wunsch. Mas os objetivos do consórcio não param por aí.

“Queremos que essa climatologia seja usada para uma maior variedade de propósitos, e nós convidamos o uso e crítica do resultado pela comunidade mais ampla, ", diz ele. Todos os dados e o modelo estão disponíveis publicamente, Wunsch diz, e se alguem estiver interessado, tudo o que eles precisam fazer é pedir ajuda.

Wunsch, que está aposentado, mas ainda tem um escritório no Green Building do MIT, diz com satisfação que seus ex-alunos e membros do grupo agora assumiram o esforço da ECCO. Na verdade, os co-autores do artigo já foram orientadores de Wunsch:Professor Associado Patrick Heimbach, da Universidade do Texas em Austin, Cientista Principal Ichiro Fukumori do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, e Rui M. Ponte de Pesquisa Atmosférica e Ambiental (AER), Inc.

Wunsch espera que a disseminação do ECCO para a próxima geração de pesquisadores o torne mais resistente às tendências políticas e econômicas instáveis. Porque entender como o oceano está se comportando sob um clima em mudança - e como ele provavelmente mudará no futuro - requer observações ininterruptas da imensa complexidade da circulação do oceano.

"Não pode haver lacunas nos dados, "disse Wunsh." As lacunas são mortais. "