近些年来，随着海洋与气候问题逐渐成为各国关注的战略主题之一，海洋的观测与国际合作也逐渐搬上日程，成为越来越紧迫的话题。本文报告就是对全球海洋观测系统进行了全面和系统的梳理，分上下两部分分析论述。上部分分别从“全球海洋观测系统”的设计与发展、区域联盟、最新观测技术三个主要方面进行详细的分析与论述，下部分分别从“全球海洋观测系统”的跨国合作、产品与服务、国际组织以及发展趋势进行论述。
自从2009年全球海洋观测大会OceanObs’09，全球海洋观测系统已经将传统焦点由海洋在全球气候中扮演的角色进一步优化。全球海洋观测系统现如今也包含海洋业务应用和海洋生物生态环境，从海洋本身到有部分世界人口居住的沿海环境。开创了大部分跨地区、团体和技术的机遇，促进并提高了各个相关企业乃至所有得到利益的国家在全球海洋观测领域的参与度。
为满足新需求，全球海洋观测系统将会开发出一些新的系统网络。包括高频雷达，海洋滑翔机以及生物追踪设备，全球海洋酸化观测网络，国家海洋观测项目等。未来十年的重点包括：原位系统和遥感海洋观测平台、以及气象学和海洋学的全面综合方法。
1.全球海洋观测系统
全球海洋观测系统的发展：从2009年国际海洋观测大会OceanObs’09到2019年OceanObs’19阶段改变的来龙去脉
全球海洋观测系统的构建是基于弄清海洋在全球气候中所扮演的角色的需求。为响应第二届世界气候会议的号召，政府间海洋学委员会（IOC）在1991年3月份创建了全球海洋观测系统。关于海洋观测系统对气候的研究的第一次国际会议于1999年10月在法国圣拉斐尔召开。
从1991年全球海洋观测系统的创立到2009年9月在威尼斯举行的第二届国际海洋观测大会(OceanObs’09)，我们在全球范围内观测海洋的能力取得了巨大的进步。例如，Argo全球剖面浮标阵列和测量海洋表面温度、海洋颜色、海洋表面地形和海洋表面矢量流的虚拟卫星星座群。尽管取得了这些成就，20世纪末，全球海洋观测系统的原位网络的启用仅实现了预期设计目标的60%左右，如图1所示。
图1 全球海洋观测系统原位网络实际安装启用vs预期设计
人们开始认识到全球海洋观测系统需要设法解决海洋在全球气候中所起作用之外的需求，2009年全球海洋观测大会OceanObs’09的一项重要建议是全球一体化和跨学科海洋观测的合作。
海洋观测架构将一种系统方法应用于可持续的全球海洋观测。它采用了基本海洋变量作为聚焦点，并定义了基于需求、观测、数据和信息为关键部分的系统。重要的是，它结合了沿海和公海的观测结果。对三个系统组成部分各自的可行性、能力和影响的评估是基于准备程度，即概念、试用和成熟。
它是基于全球海洋观测系统除文中叙述的最重要的天气和气候方面之外的衍生需求。在过去十年中，地区和全球海洋评估、渔业管理、生态系统服务和实时服务已经成为全球海洋观测系统的驱动力，如图2所示。
图2 海洋观测架构，未来十年的社会驱动力
全球海洋观测系统目前正寻求协调全球海洋周围的观测，以探讨三个关键主题:气候、应用服务和海洋生态系统健康。这为形成跨区域、跨团体和跨技术的新合作机遇开辟了领域，促进了全球海洋观测事业的更大参与。
全球海洋观测系统的管理需要改变以响应这些扩展的需求；为此设计出了一个三级分层布置的管理模式。设立了一个多国指导委员会用以提供监督(第一级)。成立科学专家组来指导系统需求。已经存在的结构被发展成创建基于学科的小组，为物理学、生物地理化学和生物学/生态系统(第二层)提供科学监督。
这些小组包括：海洋和海洋气象联合技术委员会(JCOMM)、观测协调小组(OCG)和全球海洋观测系统区域联盟(GRA)理事会。海洋和海洋气象联合技术委员会、观测协调小组和全球海洋观测系统区域联盟理事会的主席们也是全球海洋观测系统督导委员会的职权成员。有限周期的观测系统开发项目(称为全球海洋观测系统试点项目)也作为一种提高观测系统准备就绪的方法被引入。基于修改后的管理模式，全球海洋观测系统项目办公室负责促进三层之间的协作工作。
在这篇文章中，我们讨论了为满足全球海洋观测系统在气候、运营服务和海洋生态系统健康方面的扩展需求方面加强合作的进展。合作方式包括国家系统、区域联盟和全球网络、现场观测和遥感、海洋学和气象学多方面。
2.区域合作
全球化思考，地方化行动——全球海洋观测系统区域联盟之间合作的挑战与机遇
一、全球海洋观测系统区域联盟是谁？
全球海洋观测系统区域联盟的作用是确定，启用和开发持续的全球海洋观测系统海洋监测和服务，以满足地区和国家的优先事项，使全球海洋观测系统的全球目标与满足当地需求的服务和产品的需求保持一致。从历史上看，引入全球海洋观测系统区域联盟是一种将国家需求整合到区域系统中并在区域级和国家级提供全球海洋观测系统战略，结构和项目的收益的方法。第一个全球海洋观测系统区域联盟成立于1994年，最近的一次联盟成立是在2014年。目前已有13个全球海洋观测系统区域联盟，如图3所示。所有全球海洋观测系统区域联盟都专注于提供海洋观测信息。
图3 全球海洋观测系统区域联盟治理机构概要
每一个全球海洋观测系统区域联盟的负责人聚集在一起，组成全球海洋观测系统区域联盟理事会，该理事会选举一位主席，任期两年，可以连任二届。理事会还可以选举一名副主席来协助主席。全球海洋观测系统区域论坛每两年举行一次，在全球海洋观测系统项目办公室的支持下由主席组织举办。在论坛会议之间，会通过定期的电话会议来制定行动议程。全球海洋观测系统区域联盟理事会主席是全球海洋观测系统指导委员会的当然成员。
二、全球海洋观测系统区域联盟是如何管理的
全球海洋观测系统区域联盟的治理和资金存在很大的异质性。其中：
四个联盟是根据学术合作备忘录成立的；
一个是国际非营利协会；
两个是由国家政府资助的计划。
大多数全球海洋观测系统区域联盟只能通过临时项目获得资金。只有美国综合海洋观测系统（IOOS）和海洋综合观测系统（IMOS）才有项目预算，而欧洲全球海洋观测系统则有会员费基础。全球海洋观测系统区域联盟们的最新工作已认识到这种异质性，并采取了多方面的方法来增强跨区域、团体和技术的协作。
三、自2009年全球海洋观测大会OceanObs’09以来的全球海洋观测系统区域联盟积极性
自2009年全球海洋观测大会OceanObs’09以来，拥有更多资源的全球海洋观测系统区域联盟机构承担了全球海洋观测系统区域联盟委员会内更主要的领导责任。其中：
美国综合海洋观测系统当选为2012年和2013年的主席，2014年和2015年连任，同时综合海洋观测系统当选副主席。综合海洋观测系统当选为2016年和2017年的主席，欧洲全球海洋观测系统担任副主席。欧洲全球海洋观测系统当选为2018年和2019年主席，综合海洋—全球海洋观测系统担任副主席。
他们的目标是要创建一个论坛，在该论坛中，负责实施区域海洋观测系统的人们将有机会互相交流思想，计划最好的工程实施并加强紧密合作。
1、关于全球海洋观测系统区域联盟的评估
全球海洋观测系统区域联盟在2012年期间完成了自我评估。包括有关治理和管理的基本信息，正在设法解决的社会利益区域，正在运行的观测技术的类型以及数据管理等多方面。2013年，Fischer和Willis在第四届全球海洋观测系统区域论坛上对评估结果进行了总结和讨论，为确定优先事项以增强合作和建设能力提供了基础。
评估消除了全球海洋观测系统区域联盟仅支持全球海洋观测系统沿海部分的观点，强调了一些联盟已经发展为应对与沿海和远洋观测有关的多方面社会挑战。他们发现，联盟们积极参与新的网络，这与全球海洋观测系统新扩展的视野和使命相一致。五个全球海洋观测系统区域联盟正在运行高频雷达网络，七个正在运行海洋滑翔机，五个正在运行动物标记项目，六个正在运行海洋酸化（OA）网络。评估还强调了全球海洋观测系统区域联盟的运营建模能力。自2012年以来，评估中提供的信息已用于推进全球海洋观测系统区域联盟活动。
在全球海洋观测系统指导委员会的支持下（通过美国国家航空航天局NASA），对全球海洋观测系统区域联盟评估的所有详细输入进行了外部审查和分析（全球海洋观测系统，2015年）。审查报告已在2015年第七届全球海洋观测系统区域论坛上进行了汇报，其中包括针对全球海洋观测系统区域联盟理事会和全球海洋观测系统项目办公室的一些动作和建议。
2、绘制海洋观测资产
由评估结果催化，基于由各区域联盟提供的元数据和数据，组织建立了全球海洋观测资产详细清单。一个主要动机是鼓励按照全球海洋观测系统区域政策在整个全球海洋观测系统区域联盟中使用国际元数据和数据交换标准。资产地图囊括了大多数平台类型和大多数海洋区域。它会定期更新，并由欧洲海洋观测数据网络（EMODNet）进行维护。从2015年全球海洋观测系统区域论坛会议到2017年会议这两年时间内，资产地图上统计的平台数量增加了三倍。
3、海洋建模详细目录的发展
为了提升海洋观测的价值链方法，全球海洋观测系统区域联盟还编制了运作中的海洋建模活动详细清单。2018年欧洲全球海洋观测系统区域联盟利用基于因特网的地图绘制工具提供了每个模型的空间范围和参数输出（状态变量）的信息。各区域联盟可以在开发各自负责区域的新模型时更新此资源，从而为考虑使用此类模型的用户提供有用的指导。
4、全球海洋观测系统试点工程
全球海洋观测系统指导委员会已经确定了重点的、有限的终生发展项目（全球海洋观测系统试点项目），这是推动全球海洋观测系统发展的有效方法—既可用于重新设计成熟的观测系统，又可用于将观测系统扩展到新的领域。热带太平洋观测系统2020项目就是一个早期的例子。最初，全球海洋观测系统试点项目由指导委员会选择或通过专家小组制定。在2015年第七届全球海洋观测系统区域论坛上，有人提倡各区域联盟也应参与制定和提议全球海洋观测系统试点项目。
全球海洋观测系统区域联盟委员会认为这是一个特别重要的发展。由于各个联盟的显着异质性，确定能使所有联盟受益的优先事项是不可能的。对于具有不同能力水平的联盟小团体来说，围绕共同关心的问题走到一起合作似乎更为合理。全球海洋观测系统试点项目为此提供了一种机制。
在2015年末/2016年初，第一个全球海洋观测系统区域联盟试点项目应运而生。MON全球海洋观测系统和非洲全球海洋观测系统（在美国综合海洋观测系统和欧洲全球海洋观测系统的支持下）创立了地中海海平面变化和海啸（MESCAT）项目。其目标为：
一是建立覆盖地中海所有海岸的潮汐测量仪网络，
三是在北非国家发展操作和维护网络的能力。
全球海洋观测系统区域联盟委员会还确定了在加勒比海和太平洋岛屿开发类似的多联盟合作的试点项目的机会。全球海洋观测系统指导委员会于2016年6月批准地中海海平面变化和海啸项目作为全球海洋观测系统试点项目；但是目前尚未获得资金。
四、总结和建议
尽管在过去的十年中取得了进步，但全球海洋观测系统区域联盟的治理和资金方面的显着差异性仍旧带来挑战。几个全球海洋观测系统区域联盟是在治理协议的基础上创立的，这些协议不容易允许添加新的合作伙伴。利益相关者的反馈表明，全球海洋观测系统需要在与其扩展的愿景和使命相关的海洋观测工作方面变得更加包容，并在促进扩展和成长方面更具创造力。对于生物基本海洋变量以及社会效益最高的大陆架和沿海海洋系统等方面，情况尤其如此。
应对这种挑战的机会确实存在。利用2018年6月在哥伦比亚举行的全球海洋观测系统指导委员会会议的优势，人们组织了一次全球海洋观测系统南美区域研讨会，以讨论该地区海洋监测的区域项目和国家战略。该研讨会被认为是一个历史性事件，聚集了来自南美各地的关键参与者和团体，他们对实现全球海洋观测系统的愿景和使命有着共同的兴趣，因此其计划与全球海洋观测系统的十年战略高度吻合。它强调了一个事实，即当前无法参与全球海洋观测系统区域联盟机构的某些区域内也具备很重要的能力。我们必须了解阻碍，并努力消除阻碍。
支持国家多国海洋观测工作和国家内部真实能力建设的资金短缺也是一个严峻的挑战。全球海洋观测系统区域联盟理事会表明，发展为解决区域优先事项和提升国家能力的项目是容许的，这些项目值得全球海洋观测系统指导委员会的认可。但是，如果没有为此类项目提供资金的机制，那么某些联盟对全球海洋观测系统愿景和使命的贡献将继续受到严重限制。
3.最新观测技术
全球海洋观测系统寻求就三个关键主题协调全球海洋观测：气候，应用服务和海洋生态系统健康。为了满足这些扩展的需求，显然需要新的观测结果和数据。对于生物海洋基本变量的测量以及将全球海洋观测系统从远海扩展到大陆架和沿海系统而言，尤其如此。
一、将新的观测技术和网络带入全球海洋观测系统
在这里，术语“网络”是指观测海洋的能力，既包括人员协作框架，也包括国家观测系统的观测技术和数据管理实践。它们不一定像Argo浮标或卫星虚拟星座那样具有全局设计。
在“全球”网络中，国家/地区计划使用共同的技术来回答常见的问题，并聚集在一起以共享，学习，形成能力并按照常用的数据标准开展工作，从而在需要时实现互操作性。
如“在全球范围内思考，在本地采取行动—在跨全球海洋观测系统区域联盟进行合作中的挑战和机遇”一节中所述，多个全球海洋观测系统区域联盟正在运行高频雷达网络，海洋滑翔机，动物标签计划和海洋酸化网络。全球海洋观测系统区域联盟委员会主张将这些网络正式纳入全球海洋观测系统。随着其他新技术的发展，它们将继续采用。
1、高频雷达
全球高频雷达网络（GHFRN）成立于2012年，是地球观测小组（GEO）旨在推广高频雷达技术的一部分，当时没有机会将此活动集成到全球海洋观测系统中。高频雷达网络可在海岸线200公里以内每小时生成一次海洋表面流动图。该技术正在成为区域海洋观测系统的标准组成部分，该网络的增长保持稳定，目前大约有400个台站正在运行并实时收集地表当前信息。但是，目前仅使用该技术测量了全世界2％的海岸线。截止到2018年，地球观测小组列表中约有281个站点报告。亚太地区约有140个安装处于活动状态，并且随着菲律宾和越南的新安装，预计这一数字还会增加。在全球高频雷达网络网页上显示地面当前信息的组织数量也从2016年11月的7个增加到13个。
全球高频雷达网络旨在使整个地区的数据格式标准化，制定质量控制标准和高频雷达测量的新兴应用，并加速将表面流动测量吸收到海洋和生态系统模型中。参与海洋和海洋气象联合技术委员会观测协调小组对于促进这些目标非常重要。全球海洋观测系统区域联盟理事会已经提倡将高频雷达作为观测要素纳入全球海洋观测系统，并帮助推动制定网络规格表以供全球海洋观测系统指导委员会批准。但是，这还尚未实现。
2、海洋滑翔机
水下滑翔机和其他自主水面载具是独特而通用的观测平台。他们可以在关键数据稀疏地区进行持续自主的表面及以下海洋数据收集，这对其他观测平台来说是具有挑战性的。随着机构和国家级水下滑翔机操作的发展和成熟，人们已经意识到区域和国际合作的好处和机会。
从区域上讲，滑翔机运营商聚集在一起，形成了每个人的滑翔机观测站（EGO）和水下滑翔机用户组（UG2）等用户群，以共享最好的实际操作，提高操作可靠性和数据管理，并共同努力改善滑翔机监控，海洋观测及滑翔机平台的开发。从国际上讲，海洋滑翔机组是从上述组发展而来以实现此目的。海洋滑翔机组已成立任务小组，将国际滑翔机的工作重点放在边界水流，暴风雨，水域改造，极地地区和数据管理等优先领域。全球海洋观测系统区域联盟理事会已支持这些方面研究，同时海洋滑翔机组正在与海洋和海洋气象联合技术委员会 观测协调小组沟通合作，使其作为一个新兴网络。不出意外地，鉴于它们具有收集各种规模的物理和生物地理化学测量值的能力，海洋滑翔机最终将成为全球海洋观测系统内的观测元素。
3、动物追踪
全球海洋观测系统生物学和生态系统专家组于2013年成立。截止到2018年，该专家组已为全球海洋观测系统定义了九种新的生物海洋基本变量。其中包括“鱼类丰度和分布”以及“海龟，鸟类，哺乳动物丰度和分布”。动物跟踪技术（声学和卫星技术）在全球范围内广泛使用，可以持续观测物种的分布和丰度。
海洋追踪网络（OTN）在全球五个大洋中提供了一种全球性的声学接收器基础设施。在加拿大政府的投资与国际伙伴关系和合作的配合下，海洋追踪网络已在全球部署了2,000多个声学跟踪站（接收器），并跟踪了130多种具有商业化，生态化和文化价值的水生物种。
卫星跟踪正在通过海洋哺乳动物探索海洋两极（MEOP）财团进行协调，该财团代表海洋哺乳动物探索海洋两极。海洋哺乳动物探索海洋两极项目汇集了几个国家计划，从而建立一个全面质量控制的海洋数据数据库，该数据库是在极地地区从人工海洋哺乳动物中获取的。自2004年以来，通过在海洋哺乳动物（如南部象海豹）上贴标签，在世界海洋中已收集了超过500,000个温度和盐度垂直剖面。这些数据是Argo收集的数据的补充，并且已经证明在其他观测数据稀疏缺失的海豹采样区域将温度剖面吸收到全球海洋预报模型中对区域温度和盐度的预测具有积极影响。
包括美国综合海洋观测系统，欧洲全球海洋观测系统和海洋综合观测系统在内的多个全球海洋观测系统区域联盟都在进行动物跟踪项目，并致力于支持国际动物跟踪数据标准化。现在，该团体正与海洋和海洋气象联合技术委员会观测协调小组合作，成为一个名为“动物仪器”新兴网络。
4、全球海洋酸性观测网络（GOA-ON）
全球海洋酸性观测网络是一种国际合作方法，用于记录远海，沿海和河口环境中海洋酸性的状况和进展，了解海洋酸性对海洋生态系统的驱动力和影响，并提供必要的时空分解生物地理化学数据以优化海洋酸性的建模。
具有海洋酸性计划的全球海洋观测系统区域联盟通过全球海洋酸性观测网络和全球海洋酸性观测网络数据浏览器关注海洋酸性活动。数据浏览器提供对海洋酸化数据和数据合成产品的访问和可视化，这些酸化数据和数据合成产品是从全球范围内各种来源收集的，包括系泊设备，科研巡游船和固定时间序列站。
全球海洋酸化观测网络参加了2017年第八届全球海洋观测系统区域论坛。它正在开发“类似于全球海洋观测系统区域联盟”的区域网络，包括海洋酸性—非洲，北美枢纽，太平洋岛屿枢纽，北极枢纽，西太平洋和澳大利亚。此外，全球海洋酸性观测网络遵守全球海洋观测系统数据原则，并且其全球数据门户网站在美国综合海洋观测系统数据门户网站的基础上建立的。这为全球海洋观测系统区域联盟帮助全球海洋酸性观测网络建立其区域网络，以及全球海洋酸性观测网络帮助全球海洋观测系统区域联盟将非传统合作伙伴引入全球海洋观测系统企业提供了机遇。
5、其他网络
正在采取其他一些举措以解决全球观测能力方面的差距，同时也为综合持续生物观测提高了效率和机遇。其中包括地球观测小组的海洋生物多样性观测网络（MBON）。该观测网络优先考虑海洋生命的观测以满足特定用户的需求，在可行的情况下识别并整合这些观测，应对数据管理难题以确保这些数据的广泛可及性，并开发将生物学观测与物理和生物地理化学观测相叠加的产品，以描述生态系统的影响改变生活社区。海洋生物多样性观测网络的资助伙伴和合作伙伴正在积极支持规格说明书和实施计划的开发，以全面补充全球海洋观测系统生物学和生态系统变量。
在沿海海洋监测中还开发了其他一些具有成本效益的仪器，例如“摆渡箱”系统和浅水Argo剖面浮标（含氧气和叶绿素a测量值）。为了进行环境评估，在沿海水域进行了大量的离线进行的化学和生物观测，大多数并未与海洋学界共享。现有的沿海观测网络需要进一步优化，并整合不同的监测团体。
关于基本海洋变量的全球协议的另一个好处是，为现有网络提供一个明确的焦点，使它们能够聚集在一起并整合其方法和途径以实现一个共同的目标。举一个例子，就是Lombard和Boss等人在《社区白皮书》中倡导“浮游生态系统全球一致化定量观测”。目前，浮游生态系统观测可通过离散水样、网状拖曳、连续浮游生物记录仪（CPR）和卫星海洋颜色等多种方式。从历史上看，这些方法之间的集成有限。如今，人们把关注点都聚焦到了基本海洋变量，这种情况提供了组合这些方法，获取更大价值的机会，尤其是在与生物地理化学和生态系统建模方法配合采用时。
二、协作观测，数据汇总及交换
令人振奋的是，海洋和海洋气象联合技术委员会 观测协调小组已将高频雷达、海洋滑翔机和动物载具确定为新兴网络。这些网络渴望实现全球使命，海洋和海洋气象联合技术委员会 观测协调小组可以在制定实现此目标所需的策略，流程和系统时提供建设性意见和严谨管理。
但是，海洋和海洋气象联合技术委员会观测协调小组活动的范围将受到限制，该活动目前涵盖了测量物理和生物地理化学等基本海洋变量的网络。例如，全球海洋观测系统中生物与生态系统专家组已指定了新的生物基本海洋变量，包括硬珊瑚、海草、大型藻类和红树林。这就很难看到如何通过海洋和海洋气象联合技术委员会观测协调小组更有效地完成对测量这些变量所需的全球网络的观测协调成果。
与此相关的是，渴望成为全球海洋观测系统一部分的新观测技术和网络必须发展具有鲁棒性和可持续性的数据汇总和交换机制。重要的是，高频雷达、海洋滑翔机和动物载仪器这些“新兴网络”都在致力于其团体内的数据标准化，应该得到大力鼓励和支持。
海洋和海洋气象联合技术委员会开放式接入全球电信系统（GTS）试点项目是一项令人兴奋的发展，它具有极大增强海洋数据汇总和交换的潜力。一方面，世界气象组织（WMO）全球电信系统的严谨性和鲁棒性为海洋学团体设定了标准。另一方面，目前海洋学团体的许多人发现很难将数据从全球电信系统输入和输出，这就限制了其广泛的用途。开放式接入全球电信系统试点项目旨在从全球电信系统检索新插入的数据，从世界气象组织代表气象数据格式的二进制通用格式（BUFR）对数据进行解码，将数据和元数据添加到数据库中，并可通过网络可访问的工具访问，具有可视化特点。
全球海洋观测系统的扩展涵盖了生物基本海洋变量、大陆架和沿海海洋系统，这在数据访问，汇总和交换方面提出了一些独特的挑战。海洋生物地理信息系统（OBIS）与全球海洋观测系统生物学与生态系统专家组共同合作应对这些挑战。海洋生物地理信息系统旨在为科学、保护和可持续发展提供有关海洋生物多样性的全球开放数据和信息交换所。
三、总结和建议
在未来十年中，应考虑并实现更多的物理-生物地理化学观测系统，如高频雷达、海洋滑翔机、动物标记和跟踪，“摆渡箱”和Argo浅水剖面浮标，并将其作为全球海洋观测系统中的观测要素。全球海洋观测系统应该促进各种系统之间的更好协调，例如全球海洋酸性观测网络和海洋生物多样性观测网络。观测协调和数据汇总/交换对于实现跨地区、团体和技术的新合作所提供的机会至关重要。
4.跨国合作
海洋观测系统的跨国合作：国家能力和跨国合作的力量的利用
全球海洋观测的大部分投资来自国家行为，传统上来讲，诸如Argo浮标和卫星虚拟星座之类的国际项目一直是全球海洋观测系统的重点。如今，更多地专注于对涉及面更广的国家项目的投资，以此能更好地利用国家能力和多边合作的力量。
美国、澳大利亚和欧洲已经开始同全球海洋观测系统区域联盟共同合作参与的国家项目。在其他情况下，全球海洋观测系统区域联盟对目前不符合全球海洋观测系统制度的印度、南非、加拿大和南美的国家项目也进行了投资。此外，最近的跨国项目（例如热带太平洋观测系统2020和大西洋观测系统）正在激发关于未来流域范围海洋观测系统治理的讨论。
一、国家能力和地区联盟
1、当前的全球海洋观测系统区域联盟
在2012年至2015年担任全球海洋观测系统区域联盟理事会主席期间，美国综合海洋观测系统已与邻近水域的国家合作，投资了新技术和网络，同时接受了国际数据标准化。
澳大利亚的综合海洋观测系统（IMOS）是最新的全球海洋观测系统区域联盟。成立于2007年，极大地受益于全球海洋观测大会OceanObs'09提出的思想以及开发海洋观测框架的过程。该系统在2014年被公认为全球海洋观测系统区域联盟。
欧洲全球海洋观测系统汇集了欧洲境内的42个会员机构和5个区域海洋观测系统。目前正在与MON全球海洋观测系统（在地中海）和黑海全球海洋观测系统紧密合作。并开发由社会团体驱动的欧洲海洋观测能力协调框架。
2、加强全球海洋观测系统区域联盟的机遇
如“全球化思考，地方化行动——全球海洋观测系统区域联盟之间合作的挑战与机遇”一节中所述，全球海洋观测系统区域联盟的构成并非千篇一律。在某些情况下，尚未成为全球海洋观测系统机构的一部分政府间海洋学委员会成员国中存在成熟的海洋观测网络。
3、印度
“印度洋—全球海洋观测系统”是一个专注于印度洋流域的全球海洋观测系统区域联盟。但是，印度也有一个非常成熟的国家海洋观测网络（OON），该网络运营着Argo浮标、抛弃式测温仪器（XBT）、测流计、波浪观测浮标、海啸观测浮标、潮汐仪、舰载气象站和系泊网络。印度国家海洋信息服务中心（INCOIS），国家海洋技术研究所（NIOT），地球系统科学组织（ESSO）和相关组织的集中海洋观测能力在全球具有重要意义。
4、南非
非洲全球海洋观测系统是一个有广阔海洋区域可以观测的全球海洋观测系统区域联盟，同时涵盖了陆地和海洋环境，但目前尚无资金支持。它包括一个海洋—近岸系统（Egagasini）节点和一个沿海（Elwandle）节点。自2008年以来，用于长期生态研究的包括100个原位仪器的前哨沿海地区，一直在收集数据。
二、4大未来联盟
1、大西洋观测系统（AtlantOS）
2013年5月，欧盟（EU）、加拿大和美国签署了关于大西洋合作的戈尔韦声明，其明确目标是“在健康，能复原，安全，多产，被理解和被珍惜的大西洋上实现共同愿景，以促进今世后代的福祉，繁荣和安全”。大西洋观测系统的目标是将一组松散协调的现有海洋观测活动转变为目标导向的大西洋综合海洋观测系统（IAOOS）。
2、热带太平洋观测系统2020
基于对热带太平洋科学的现代理解，对构成热带太平洋观测系统当前配置的所有要素进行评估，并在必要时进行更改。目前已经建立了一个热带太平洋观测系统资源论坛，以考虑长期筹资和治理问题。
3、南部海洋观测系统（SOOS）
南部海洋观测系统是南极研究科学委员会和海洋研究科学委员会（SCOR）的一项国际倡议。南部海洋观测系统于2011年正式启动。在南极地区，科学活动受到政府间海洋学委员会体系外的国际条约和组织的指导。
4、地球观测小组（GEO）
地球观测小组是一个政府间组织，致力于改善地球观测的可用性，获取度和利用度。在地球观测小组内部，海洋团体参与了两项工作。
首先，美国海洋生物多样性观测网络项目的资金引入了地球观测小组生物多样性网络的海洋组成部分。海洋生物多样性观测网络在地球观测小组的美洲区域性努力下正在开展南极到北极之间观测工作。通过地球观测小组的“蓝色星球”计划，代表观测、数据管理和建模团体的海洋团体汇聚在一起，以促进和开发众多致力于海洋和沿海水域的观测项目之间的协同增效效应，尤其是提高了人们在公共和政策层面对海洋观测的社会效益的认识。美国为“蓝色星球”计划提供了执行秘书处相关资源，澳大利亚为提供了资金建立该计划的官方网站。美国政府项目监督部门和欧盟也提供了相应支持。该倡议由六个工作组组织，两个项目包括：（1）珊瑚礁内衬岛屿的预警系统；（2）加勒比海地区的多灾种信息和报警系统，以及海洋生物多样性观测网络和海域水质这两个节点。
三、总结和建议
（1）资源是有限的，团体是无法被割据的。建议就全球海洋观测系统如何组织其成员的贡献进行有力的对话。具体而言，尽管全球海洋观测系统区域联盟取得了一些进展，但挑战依然存在。流域尺度的努力已经出现。这两个结构如何互补？是否有应出现的混合组织？
（2）全球海洋观测系统区域委员会在过去的十年中一直很活跃，但从未得到政府间海洋学委员会的认可。在对整个组织进行讨论之前，政府间海洋学委员会对全球海洋观测系统区域委员会的认可可以帮助加强全球海洋观测系统区域联盟的基础。
（3）全球海洋观测系统应该评估和制定招股章程，以参加全球海洋观测系统区域联盟，通过国家项目来吸引会员，壮大队伍。
（4）全球海洋观测系统应该对新兴网络采用更具包容性的方法，并且应成为新兴发展技术的友好系统。同时应当编写并采用明确清晰的纳入标准和程序。
（5）全球海洋观测系统和地球观测小组都是召集机构，它们本身没有资源来实施观测系统。全球海洋观测系统和地球观测小组确实吸引了不同的领导者和资金来源。这些组织应该找到相互支持的方式，并消除人们认为它们是相互竞争的观念。
（6）全球海洋观测系统应该找到与地球观测小组合作的新方法，以证明海洋观测对于政策和经济繁荣至关重要。
（8）建议全球海洋观测系统采用以下术语，以帮助推进有关持续供资的讨论：
持续性观测：定期进行的测量，用于持续监控。这些测量可以用于公共服务，也可以用于出于公共利益的地球系统研究。
试验性观测：用于研究和开发目的的监视的测量（在有限的观测期内进行）。这些测量有助于提升人类知识，探索技术创新，改善服务，并且在许多情况下可能是各自领域内的第一批数据。
5.产品与服务
在过去的十年中，海洋观测在从原位，卫星和其他遥感平台等方式扩展基本海洋变量以及提高准确性和时空分辨率及覆盖范围方面取得了长足进步。在某种程度上，海洋观测系统的设计，实施和产品的产生是通过卫星和原位观测的两种方式得到的数据结果来指导的，以最大程度地提高收益并降低成本。本节回顾了在这些领域中取得的进展，并展望了未来对新功能的期望。
一、卫星海洋观测及产品开发和服务
各国已根据其国家需要和663个优先事项运行了地球观测卫星。在科学/应用664项需求和成本约束的推动下，国际合作也得以建立。
最近，由不同国家共同/各自发射的卫星群近期已显示出了能解决当同时飞行的多颗卫星的数据合并在一起时，海洋和大气的精细度和较短暂的时间尺度变化的附加价值。这凸显了进行国际协调以确保地球观测卫星星座的连续性以及持续进行质量控制和及时公开获取数据的重要性。例如，在图3中描绘了跨越多个国家历时20年，跨越了2019年全球海洋观测大会OceanObs 19，运行的极地轨道卫星。此处的数据是从世界气象组织观测系统能力分析和审核系统[OSCAR]中提取的。
图3 主要极地轨道运行卫星的示意图
随着卫星技术的进步，增加了用于测量更重要的海洋和大气变量的新型传感器。例如，新的美国国家海洋与大气管理局极地联合卫星系统（包括欧洲气象卫星开发组织[EUMETSAT]的Metop飞船）卫星配备了先进的传感器，并且包括：
（1）先进的微波测深仪（ATMS，用于测量湿度和温度）；
（2）跨轨红外测深仪（CrIS，用于监测水分和压力）；
（3）臭氧测绘仪系统（OMPS，用于测量臭氧水平）；
（4）可见红外成像辐射计系统（VIIRS，用于观测天气、气候、海洋、夜光、野火、冰面运动以及植被和地貌的变化）；
（5）云与地球的辐射能系统（CERES）。
除了天气和海洋观测卫星外，一些太空机构还运营着以研究为导向的地球观测卫星。例如，自1980年代以来，美国国家航空航天局（NASA）就一直在运行各种研究型地球观测系统（EOS）卫星。这些卫星中有许多是与美国国家海洋与大气管理局和其他国际合作伙伴（如欧洲航天局（ESA））联合执行的任务，例如Jason高度计卫星。这些卫星测量的是气候和地球的基本环境变量，例如辐射，云，水蒸气和降水，海洋状态，温室气体，陆地表面水文学和生态系统过程，冰川，海冰和冰盖，臭氧和平流层化学，天然和人为气溶胶等。不久的将来，一些任务包括对地球地表水进行地表水海洋地形的全球调查任务，使科学家们能够从太空中首次全面了解地球的淡水体，并且比以往任何时候都更详细地测量海洋表面。
对地轨道运行环境卫星（GOES）与极地轨道卫星相辅相成，可对地球环境进行连续的监视，从而确保对恶劣天气情况（例如龙卷风，山洪暴发，冰雹和飓风）进行持续监测。
1975年，美国研发出对地轨道运行环境卫星GOES系列。目前最新一代美国对地轨道运行环境卫星是GOES-R系列，并计划在四颗卫星上配备更先进的传感器，分别是：2016年发射的GOES-R/GOES-16；2017年发射的GOES-S/GOES-17;计划于2020年发布的GOES-T以及计划在2024年进行的GOES-U。
此外，欧洲气象卫星开发组织还运行着Meteosat卫星：Meteosat-8，-9，-10和-11，它们在欧洲，非洲和印度洋上空运行。
在欧洲，由欧洲委员会管理的名为“哥白尼”系统协调对地观测和监测的项目由两个主要部分组成：由欧洲航天局（ESA）执行的空间部分和由欧洲环境局代理机构和欧盟国家执行的原位部分。空间部分包括两组卫星：哥白尼专用卫星（六个“前哨卫星”）和派遣团，大约30个由国家，欧洲或国际组织运营的卫星团。欧洲气象卫星开发组织在ESA支持下负责操作Sentinel-3卫星，并提供海洋数据，还将操作和交付Sentinel-4和Sentinel-5仪器以及Sentinel-6卫星的产品。
在亚洲，日本航空航天探索局（JAXA）管理着日本的地球观测卫星，包括当前的全球气候变化观测任务—气候/水（GCOM-C，GCOM-W），全球降水卫星图（GSMaP），以及AMSR-E微波雷达。印度空间研究组织运营着印度的地球观测卫星，包括OceanSat-1/2和SCATSAT（为用户提供天气预报，飓风检测和跟踪服务的风矢量数据产品），INSAT-3D/3DR，带有“百眼巨人”系统（ARGOS）的卫星和ALTIKA卫星（SARAL测高卫星，印度—法国联合海面高度测量卫星任务）。在中国，中国气象局（CMA）运营气象卫星“风云”系列，中国国家海洋局（SOA）运营海洋气象卫星“海阳”系列。2018年发射了中法联合海洋卫星（CFOSAT），以研究海洋表面的风浪情况。
二、原位海洋观测及产品开发与服务
除了在国际上早先讨论过的诸如全球海洋观测系统区域联盟之类的协调区域观测体系外，世界气象组织 / 政府间海洋学委员会 海洋和海洋气象联合技术委员会还是协调世界范围内原位观测和数据管理的联络点。由海洋和海洋气象联合技术委员会原位观测计划支持中心（JCOMMOPS）监视的全球观测系统的快照如图4所示。
图4 由海洋和海洋气象联合技术委员会原位观测计划支持中心监视的全球观测系统的快照
主要的海面观测平台包括：船舶，系泊和漂流浮标，Argo浮标和滑翔机。他们的数据用于海洋和天气预报，气候研究以及监测/社会应用。来自许多这样的观测系统的数据，例如来自TAO/TRITON、RAMA、PIRATA、OceanSITES的系泊浮标，各种国家和沿海浮标网络，来自SOOP/VOS/VOSclim和Argo的船舶数据，也都通过世界气象组织全球电信系统近实时到业务预报中心。
新技术和无人艇（USV）正在被整合到海洋观测系统中。全球电信系统的大多数最新添加内容是来自Saildrone公司的无人艇的数据。美国美国国家海洋与大气管理局与Saildrone公司在多个地区项目中进行了合作，包括：北极地区执行了四次任务，在热带太平洋观测系统进行了两次任务，在北美西海岸进行了一次渔业调查，并在南大洋进行了测试任务。Saildrone公司的平台是一个真正的配备了一套用于测量气象，海洋，物理和生物地理化学变量的传感器的集成系统。另外，他们已经开发了许多可商购的无人艇，被越来越多的学术界和工业界购买使用，例如Wave Glider，AutoNaut和Sailbuoy，并且这些无人艇都携带了气象和海洋学传感器，它们可以为全球海洋观测系统做出贡献。
三、团体和国际合作
由于地球的气候和环境条件没有国界，因此，如何成功地进行国际协调就显得尤为重要。如今在地球观测卫星委员会（CEOS，成立于1984年）的领导下，有60个参与机构运作了156颗卫星，其中包括海洋观测卫星。地球观测卫星委员会是一种机制，该机制可以使这些组织聚集在一起，统筹合作。
四、卫星与原位观测混合产品和服务
海洋和天气预报，科学研究和评估以及社会应用对时空分辨率，准确性和覆盖范围的应用需求越来越高。但是，每个单独系统的观测都有局限性，因此需要生产通过混合多资源观测手段生成的产品。2006年Zhang等人在有关多卫星混合海风的抽样研究表明了产品分辨率受可获得的观测数据的限制。另外，偏差校正是生成混合产品的关键步骤：作为海表温度的整合卫星和原位海洋观测的案例，2009年Zhang等人研究模拟了将卫星海表温度偏差降低到足够小的水平所需要的原位数据密度。
有关研究验证了不仅需要在卫星观测和原位观测之间进行偏差校正，而且还需要在原位观测本身之间或在卫星观测本身之间进行偏差校正。2017年Huang等人发现了约0.12°C的系统性船舶浮标海表温度偏移并进行了校正，然后将船舶浮标海表温度合并到网格数据集中。相似地，2018年Huang等人发现并纠正了系统的Argo浮标海表温度和浮标海表温度偏移量约为-0.03°C，并且分析了Argo浮标与系泊/漂流浮标的相对作用。
各个小组已经建立了数据库，用于对原位和卫星数据以及混合产品进行质量监控。高分辨率海表温度研究小组（GHRSST）是一个开放的国际科学团体，其目标是通过使海表温度数据生产者，用户和科学家能够在公认的最佳实践框架内进行协作，促进卫星在监测海表温度（SST）中的应用。高分辨率海表温度提供了海表温度数据共享的框架，数据处理的最佳实践以及科学对话的论坛。来自多个来源的数据用于生成高分辨率海表温度融合产品（GMPE）海表温度分析。美国国家海洋与大气管理局利用极轨气象卫星POES和对地轨道运行环境卫星生产了混合型海表温度。
国家海洋和大气管理局的“海岸监视和海洋监视”项目收集并提供卫星观测数据（海面温度，海面高度，海面盐度，海面风和海面海洋颜色），同时也提供原位数据质量监控。
对于生物地理化学变量，Amin等人使用原位网络评估了对地轨道运行环境卫星海洋颜色产品。Land等人使用卫星原位匹配数据库来生成卫星不确定性的统计模型，该模型是其海洋颜色叶绿素-a贡献变量的函数，并表明大多数误差是可校正的偏差。Martínez-Vicente等人通过与原位估计值的比较，研究了六种卫星海洋颜色算法对浮游植物碳（Cphy）估计值的差异，并发现了较大的偏差（>100％）。根据欧洲的哥白尼海洋颜色气候变化倡议（OC-CCL），将叶绿素产品与哥白尼海洋环境监测服务产品和全球颜色再分析产品进行了比较。海洋碳的例子包括Chatterjee等人通过原位，系泊等方式对二氧化碳观测验证NASA轨道碳观测站的卫星数据，以及Feely等人根据应用于卫星海表温度和颜色的基于观测的算法创建地表海水pCO2和CO2通量图。
五、总结与建议
未来十年，随着基本海洋变量的扩展，可以预见到原位和遥感海洋观测平台都将有巨大的发展和进步。通过考虑新的和改进的卫星和原位系统，可以改善混合产品。本白皮书邀请原位和遥感观测界更加紧密地合作，通过集成的多平台视角提出改进海洋观测系统和基本海洋变量产品的方法。特别：
建议：全球海洋观测系统应充当代理人，加强海洋学空间与原位观测系统之间的联系，以实现最大的利益和最小的成本。
建议：在与世界气象组织、政府间海洋学委员会、海洋和海洋气象联合技术委员会，地球观测卫星委员会和其他机构的协调下，全球海洋观测系统应该特别注意开发和改进基于基本海洋变量的产品，这些产品可以突破各种海洋观测系统进行综合集成。额外的需求包括用于监测和评估环境变化的历史上一致的数据记录，以及将物理气候数据记录扩展到生物地理化学和生态系统变量。
6.国际组织
一、WIGOS—世界气象组织综合全球观测系统
2013年发布了《全球观测系统发展实施计划》（EGOS-IP）。《全球观测系统发展实施计划》制定了涵盖2012-2025年的世界气象组织全球观测系统开发计划，以及它们在共同的世界气象组织综合全球观测系统（WIGOS）“体系中的系统”中的作用。
世界气象组织全球综合观测系统的实施是世界气象组织的七个战略重点之一，其目的是促进其许多独立发展的观测系统演进，成为一个更加全面和集成的系统。这将为世界气象组织成员和各计划产生的天气，气候，水文以及相关环境观测和产品的递送提供一个更加一致的系统，并为全球综合地球观测系统（GEOSS）做出重大贡献。但是，重要的是要认识到世界气象组织全球综合观测系统不仅仅是简单地集成观测网络，它还包括系统/网络设计，规划和演变；系统运维保障；数据质量监控和管理；标准化，互操作性和数据兼容性；数据和元数据的发掘和能力测试；功能改进；沟通协调和对外拓展—所有这些都适合全球海洋观测系统。
世界气象组织全球综合观测系统的观测系统组成有：（a）世界天气监视网项目的全球观测系统，（b）全球大气监视计划的观测组成部分，（c）水文和水资源计划的世界气象组织水文观测系统，以及（d）全球冰冻圈监视的观测组成部分，包括陆基和天基的组成部分，如图5所示。这包括了世界气象组织对合作支持的系统的所有贡献（例如全球海洋观测系统，全球气候观测系统[GCOS]，全球气候服务框架（GFCS）和全球综合地球观测系统）。
图5 世界气象组织全球观测系统组成示意图（©世界气象组织）（左图）；当前为世界气象组织全球综合观测系统做出贡献的全球海洋观测系统（右图）
二、世界气象组织全球综合观测系统标识符
为了有效地做到这一点，必须识别每个观测平台；这将通过新的，独特的世界气象组织全球综合观测系统标识符的规范来实现，该标识符克服了以前的识别方案的许多限制，例如岸基站标识符，数据浮标的世界气象组织编号或船舶电子呼号。即使该平台的特性可能会随时间变化，世界气象组织全球综合观测系统的ID也会允许相关元数据归因于各平台。
对于海洋和海洋观测，已经商定了分配和发布唯一世界气象组织全球综合观测系统 ID的公约，海洋和海洋气象联合技术委员会原位观测计划支持中心已授权其按照世界气象组织每个成员单独的身份发布此类ID，并将在整个海洋和海洋气象联合技术委员会观测计划领域中应用。这将避免由不同国家制定了一系列不同的方法而造成的混淆，就像世界气象组织地面观测网络所发生的那样。原则上，即使无法（或不允许）通过世界气象组织 全球电信系统（世界气象组织信息系统[WIS]的组成部分之一）提供这些观测资料，世界气象组织全球综合观测系统 ID也可以被应用于广泛的第三方平台以进行一致的标识。因此，世界气象组织全球综合观测系统 ID提供了一种全球适用的方法，用于识别所有领域中的所有观测平台或台站。
三、世界气象组织全球综合观测系统的数据交换
世界气象组织信息系统是涵盖世界气象组织的电信和数据管理功能的全球基础结构，也是世界气象组织全球综合观测系统的关键要素之一，因为它为所有世界气象组织项目提供了一种集成方法。它使例行收集和自动分发观测到的数据和产品，以及在世界气象组织计划框架内产生的所有数据的数据发掘，访问和检索服务成为可能。它依赖于长期建立的全球电信系统，以用于交换世界天气监视网数据，但是经过增强，可以交换大容量数据，并将信息传输给各国气象水文机构和各国国家灾难响应机构。
四、世界气象组织全球综合观测系统工具
世界气象组织观测系统能力分析和审查系统具有三个截然不同但相互关联的模块：表面模块，空间模块和需求模块，该系统可供用户公开使用基于Web的工具，如下所述。
1、观测系统能力分析和审查工具/表面模块
观测系统能力分析和审查工具/表面模块是通过世界气象组织信息系统在国际上交换的基于地面的气象和气候观测资料的官方元数据存储库。在世界气象组织全球综合观测系统的背景下，这意味着非基于空间的，因此它还包括海底海洋观测的元数据。但是，人们已经认识到，更多具体的与平台相关的元数据通常通过其基于网络的元数据系统经常被用于许多独立的海洋网络。尽管如此，观测系统能力分析和审查系统/表面模块首个版本还是提供了通过可缩放和可点击的界面在多种类型平台搜索元数据的能力，平台类型包括空中、陆地表面、海洋表面或水下等。
图6 观测系统能力分析和审查系统/表面模块屏幕快照（蓝色代表地面/海面，绿色代表次表面）
生成元数据仍然是运营商的责任，对于海洋和海洋水文观测平台和网络，这些元数据是通过其基于网络的系统上传给海洋和海洋气象联合技术委员会原位观测计划支持中心的。反过来，海洋和海洋气象联合技术委员会原位观测计划支持中心的任务是通过机器端对机器端的界面，按照世界气象组织全球综合观测系统对观测系统能力分析和审查系统/表面模块的元数据标准，负责对这些元数据进行质量控制、协调并转发，因此这就减轻了操作者的责任。
2、观测系统能力分析和审查工具/空间模块
观测系统能力分析和审查工具/空间模块是世界气象组织提供的资源，提供了有关所有地球观测卫星和仪器的详细信息，目前包含有200多个卫星项目，500多个卫星和700多个仪器的信息。它允许用户生成有关天基能力的高级查询（例如，显示2020-2060年计划的地球静止轨道上的所有卫星，或显示所有当前正在飞行的特定类型的设备）。也可以用来评估能力并根据任务的变量和类型进行差距分析，如图7为有关表层海盐度的观测系统能力分析和审查工具/空间模块界面，该图显示了过去对2018年的能力。
图7 有关表层海盐度的观测系统能力分析和审查工具/空间模块示意图
3、观测系统能力分析和审查工具/需求模块
世界气象组织定义了其应用领域，其中许多领域需要海洋/海洋水文观测：气候监测（包括再分析），气候科学，全球数值天气预报，高分辨率数值天气预报，实时预报和超短期预报，季节性至较长期的预报以及海洋应用（包括海上服务），每个都有自己的用户需求。
4、世界气象组织全球综合观测系统数据质量监控系统工具（WDQMS）
该系统工具有三个基本功能：质量监视，评估和事件管理。一般来说，在世界气象组织全球观测系统下进行海洋观测时，会指定运行全球数值天气预报模式的世界气象组织监测中心进行质量监测，并生成相应的质量监测报告。
五、总结和建议
世界气象组织综合全球观测系统是一个“复杂系统（SoS）”，为世界气象组织赞助和合作赞助的所有观测系统提供了一个框架。将海洋气象和海洋学观测纳入世界气象组织全球综合观测系统是必不可少的，它将为全球气象团体带来可观的收益，因为它将改善这些数据的转发，以适用于各种应用领域。这些应用的示例包括将更复杂的海洋—大气模型用于短期天气预报和海洋危害（热带气旋、风暴潮等）、长期季节性气候的预测以及全球气候服务框架气候应用服务规范。世界气象组织全球综合观测系统对于气候监测也将至关重要；随着2018年的热浪和其他极端事件，社会迫切需要根据近期的气候来评估当前的气候状况。
世界气象组织全球综合观测系统带来的好处不应仅限于气象团体业务领域。许多科学研究需要一系列辅助数据（即，除了在研究活动期间收集的数据之外的数据），并且通过观测系统能力分析和审查系统工具，科学用户可以查询多种领域中的全球数据，以确保他们可以找到并访问最佳的可用信息。因此，预计世界气象组织全球综合观测系统将使需要地球观测数据的整个全球团体受益。目前正在准备开展“世界气象组织全球综合观测系统的2040年愿景”，设想在未来几十年中世界气象组织会员对观测数据的用户需求将如何发展。长期的发展在一定程度上受卫星和气象雷达更换计划的规划和实施时间表的影响，并需要确保陆基和天基部分是互补的。为了响应世界气象组织全球综合观测系统2040年愿景（预计在2019年中旬召开的第18届世界气象大会发布），世界气象组织随后将制定可为世界气象组织成员和合作伙伴提供明确建议行动和指导的世界气象组织全球综合观测系统实施计划，以确保世界气象组织全球综合观测系统部分的观测系统可以按照地球系统的预测要求以最有效的方式发展。
但是，如前所述，世界气象组织全球综合观测系统不仅仅是系统/网络简单集成，而且还涉及标准和最佳实践，互操作性，运营，设计，伙伴关系，监控和事件管理，能力开发和对外推广等，所有这些都与全球海洋观测系统在接下来的十年中的发展有关，本文已在前面提到了许多相应的主题。
7.未来发展趋势
【趋势1】三大关键主题
目前，全球海洋观测系统围绕三个关键主题：气候，应用服务和海洋生态系统健康。尽管自2009年全球海洋观测大会OceanObs'09以来已经取得了很多成就，但要让全球海洋观测系统实现其扩展的愿景和使命，未来十年中还需要做更多的工作。
【趋势2】工作重点需要从“入”到“出”的转化
在海洋观测框架的背景下，迄今为止，大多数工作都集中在“输入”和“过程”上，即设定要求，指定基本海洋变量，改善观测协调和重振全球海洋观测系统区域联盟。而现在需要将重点转移到“输出”和“成果”上，海洋观测系统必须清楚地展示它是气候服务，天气预报，区域和全球海洋评估，渔业管理，生态系统服务以及实时服务等方面的基础，并得到广泛认可。
【趋势3】跨区域力量与合作
在本文中，我们分析了跨区域，团体和技术而形成新合作的许多好处。这些包括加强的区域联盟，新的观测网络，各国国家海洋观测能力，原位和卫星观测以及海洋气象学和海洋学等。
为了利用这些机遇，本文提出了一些建议。总体而言，全球海洋观测系统的正式机制需要更多地囊括与其扩展的愿景和使命有关的海洋观测工作，并在促进扩大和增长方面更具创造力。这将需要全球海洋观测系统正式机制有充足的资源可以支持。
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