Ідея про доцільність збору наукових даних була усвідомлена вченими світу ще до нашої ери. Археологічні дослідження показують, що древні єгиптяни, китайці та інші народності заносили інформацію про сонячну активність у свої літописи. Через багато століть збір інформації і регулярні геофізичні вимірювання почали проводити в Західному світі. Там же, на початку XIX сторіччя, були зроблені перші кроки у координації збору даних про планету Земля.

Перший Міжнародний полярний рік (1882 р.)

Початком епохи спільних міжнародних робіт по збору наукових даних стала діяльність австрійського дослідника Землі Карла Вайпрехта. Наприкінці 70-х років XIX сторіччя, коли центральна частина Арктики і Антарктида представляли собою білі плями на карті світу, він звернувся до наукової спільноти з закликом об’єднати зусилля провідних світових країн для проведення комплексних досліджень полярних територій. У своєму докладі «Основні принципи арктичних досліджень» у 1875 р. Вайпрехт відмічає: «Необхідно оточити північну полярну область кільцем станцій, на яких би проводилися одночасні, протягом одного року, за допомогою однакових приладів і однакових методів, різноманітні спостереження. Організація хоча б декількох станцій також і в Антарктиці значно підвищує цінність результатів цієї роботи».

Цей заклик було почуто і, після трьох конференцій Міжнародної полярної комісії, було організовано дослідницьку програму, яка отримала назву Міжнародний полярний рік (МПР). Роботи в рамках Першого МПР були розпочаті 1 серпня 1882 р. І продовжувалися до вересня 1883 р. Програма Вайпрехта базувалася на вивченні погоди у високих широтах Північної півкулі, яка здійснювала сильний вплив на клімат усієї Землі, дослідження геомагнітних явищ в областях, що оточують магнітний полюс планети, і спостереження за рухом дрейфуючих криг далеко від узбережжя. В обов’язковий комплекс робіт входили щогодинні метеорологічні і магнітні спостереження. 1 і 15 числа кожного місяця дані з приборів знімалися кожні 5 хвилин. Також було встановлено годину, в якій відлік проводився кожні 20 секунд. Окрім обов’язкової програми полярні станції займалися також астрономічними, гідрографічними, гідрологічними, ботанічними, зоологічними і геологічними спостереженнями. Особливе місце займало спостереження за полярними сяйвами. Всього в Арктиці було розгорнуто 12 станцій, де об’єднали свої зусилля вчені із 11 країн світу. Такий акт наукового співробітництва став прецедентом у світовій історії. Головою Міжнародної полярної комісії було обрано Генріха Івановича Вільда, видатного вченого і організатора науки, академіка Петербурзької академії наук і директора Головної фізичної обсерваторії в Петербурзі.

Всього в роботах Першого МПР прийняли участь 14 полярних станцій, 32 обсерваторії та ряд метеорологічних станцій із країн всіх населених континентів. Всі результати спостережень були систематизовані і опубліковані у 36 томах. У 1884 році у Відні відбулась конференція Міжнародної полярної комісії для підбиття підсумків за програмою МПР. Під час цією конференції комісія дала програмі МПР позитивну оцінку.

МПР став першим глобальним науковим проектом такого масштабу, і організаційний досвід, отриманий при виконанні цієї програми, важко переоцінити. В подальшому, при реалізації більш крупних наукових програм, він був неодноразово затребуваний.

Другий міжнародний полярний рік (1932 р.)

Через 50 років після Першого МПР виникла потреба у нових спостереженнях, чому було декілька причин. За минулі роки було відкрито існування іоносфери — зарядженого шару у верхній атмосфері, а також істотно змінились уявлення про атмосферні процеси. Крім того вчені отримали перші відомості про взаємодію Землі з ближнім космосом, активно розширювалися пізнання у метеорології. Бурний розвиток науки і техніки на стику століть дав можливість використовувати нові, більш довершені вимірювальні прилади і техніку для дослідження. Зокрема було побудовано криголами і судна льодового класу, а для проведення льодової розвідки і доставки вантажів до віддалених важкодоступних районів стали використовувати літаки. Доступні можливості радіозв’язку дозволили об’єднати всі метеорологічні станції в одну оперативно працюючу мережу.

У вересні 1929 р. у Копенгагені було організовано Міжнародну комісію по проведенню Другого МПР, головою якої став датський геофізик професор-Де Ла Кур, і в роботі якої прийняли участь представники 10 країн. Цією комісією було розроблено програму досліджень, згідно якій основною задачею проведення Другого МПР стало вивчення циркуляції атмосфери у полярних районах, перед усім в Арктиці. Для цього планувалася організація одночасних спостережень на мережі полярних станцій і морських суднах. Програма МПР включала в себе метеорологічні і астрономічні спостереження, дослідження сонячної радіації, атмосферної електрики, земного магнетизму, спостереження за полярними сяйвами і поширенням радіохвиль, роботи по гляціології і океанографії.

На ряді станцій планувалося проведення додаткових метеорологічних спостережень, наприклад, спеціальних спостережень за хмарами в міжнародні хмарні дні. Велике значення надавалося актинометричним спостереженням на полярних станціях. Вперше було розроблено програму дослідження вільної атмосфери, яка включала в себе запуск зміїв і куль з метеорографами, куль-пілотів, а також радіозондування. Розробником радіозонду став радянський вчений П. О. Молчанов, перші запуски були проведені у 1930 році у м. Павловськ. Це був не єдиний новий прилад, який використовувався для спостережень. У 1932–1933 рр. було вперше застосовано магнітні апарати-Де Ла Кура, прилад для визначення загального потоку повітря В. В. Шулейкіна, пристрій для дослідження радіаційних властивостей снігу і льоду М. М. Калітина та інші. Важливо відзначити той факт, що термін Другого МПР (1 серпня 1932 — 1 вересня 1933) було обрано спеціально, оскільки він припадав на період низької сонячної активності. Вченим було цікаво порівняти результати із даними Першого МПР, коли активність була високою.

У роботі Другого МПР прийняли участь вже 44 держави і для досліджень було задіяне більш ніж 100 станцій, половина з яких знаходилася у північних та південних високоширотних областях. Саме в цей період до роботи долучилися найвища в світі гідрометеорологічна станція на льодовику Федченко (4300 метрів над рівнем моря) і найбільш північна тоді полярна станція на о. Рудольфа в архіпелазі Земля Франца-Іосіфа.

Складно переоцінити наукові і практичні результати Другого МПР. Так, наприклад було побудовано першу карту погоди північної півкулі, яка відображала її стан кожні 6 годин протягом року. Також були виміряні глибини Льодовитого океану і зроблено великий крок у дослідженні природи виникнення північних сяйв.

На превеликий жаль всієї наукової спільноти, повному використанню результатів Другого МПР завадила Друга світова війна, яка перервала співробітництво вчених. Оскільки не всі результати досліджень було опубліковано до її початку, багато що з них не вдалося зберегти. Деяку частину даних в свою чергу не можна було використовувати без зіставлення з аналогами. І все ж Другий МПР став найважливішою подією в дослідженні Землі і його результати стали черговим підтвердженням необхідності консолідації наукового потенціалу всього світу.

Міжнародний геофізичний рік (1957 р.)

Після закінчення Другого МПР було розпочато бурхливе дослідження полярних районів. Не дивлячись на те, що Друга світова війна перервала міжнародні дослідження, вже до завершення 1940-х років почалося освоєння Антарктики зусиллями США, Великої Британії, Аргентини та Чилі. В свою чергу Радянський Союз продовжував дослідження в Арктиці.

До середини ХХ сторіччя технічний прогрес надав нові можливості для міжнародного співробітництва в області геофізичних досліджень. Було побудовано потужні морські судна і літаки, створено нові засоби зв’язку. Розвиток радіоелектроніки призвів до появи принципово нових приладів і обладнання — було сконструювано дистанційні метеорологічні і гідрологічні станції. Удосконалювалася ракетна техніка, метеорологічні ракети використовувалися для зондування верхніх шарів атмосфери. Світ стояв на порозі космічної ери. Поява перших електронно-обчислювальних машин дозволила вирішити проблему обробки та збереження наукових даних.

У 1950 році відомий англійський геофізик С. Чепмен запропонував організувати нову міжнародну дослідницьку програму, але не обмежуватися полярними областями, а розповсюдити її на всю земну кулю. Пропозицію було підтримано Всесвітньою метеорологічною організацією. У жовтні 1951 р. Міжнародна рада наукових союзів при ООН прийняла рішення про організацію такої програми, яка отримала назву Міжнародний геофізичний рік (МГР). Реалізацію програм МГР було вирішено здійснювати протягом 18 місяців — з 1 липня 1957 р. по 31 грудня 1958 р.

1957 рік повинен був стати роком рекордно-високої сонячної активності, тому дослідження в цей період мали велике значення для геофізиків. Для керівництва координації робіт було засновано Спеціальний комітет МГР (СК МГР), який очолив С. Чепмен.

Головною задачею, рішенню якої було присвячено МГР, було отримання еофізичних даних про всю планету в цілому і заповнення прогалин у знаннях про окремі регіони, в тому числі полярні та екваторіальні. Кожна країна, яка приймала участь у МГР, брала на себе зобов’язання по дослідженню конкретного району земної кулі. Всього у програмі МГР прийняли участь більш 10 000 вчених із 67 країн світу, які працювали в експедиціях, а також на наукових станціях, загальне число яких складало близько 6000.

Програма МГР включала в себе гідрометеорологічні спостереження на станціях і суднах, дослідження іоносфери, в тому числі за допомогою її вертикального зондування. У полярних районах були заплановані спостереження за полярними сяйвами і світінням нічного неба, у льодовикових — широке коло гляціологічних досліджень. З метою вивчення Світового океану планувалося здійснити 26 експедицій на 70 науково-дослідних суднах. Спеціально обладнані обсерваторії повинні були проводити астрономічні спостереження. Було передбачено гравіметричну зйомку різних районів, в тому числі і Антарктичного материка. Суттєва увага в програмі приділялась дослідженню сонячної активності та геомагнетизму. Вперше у світовій практиці було заплановано дослідження атмосфери за допомогою ракет. Центральною подією МГР став запуск в СРСР першого в світі штучного супутника Землі. 4 жовтня 1957 р. стало датою, що відкрила нову еру як в області наук про Землю, так і в історії людства. Міжнародний геофізичний рік за кількістю учасників і виконаних досліджень став найбільшим міжнародним проектом середини ХХ сторіччя. Гарно продумана та організована система спостережень дозволила отримати унікальні геофізичні дані про планету в цілому. Застосування ракетної техніки і супутників призвело у подальшому до корінної зміни методики геофізичних досліджень і відкрило нові можливості для вивчення Землі і навколоземного простору.

Створення

При плануванні МГР було передбачено механізм, який забезпечує збереження отриманих даних і вільний доступ до них вчених та зацікавлених дослідників з усіх країн. Уряди обох країн погодилися організувати в себе і фінансово підтримувати установи, що раніше не мали аналогів — Світові центри даних. Один з них СЦД, А в США, інший СЦД Б — в СРСР.

Основним принципом системи Світових центрів даних є збір, збереження, упорядковування і забезпечення доступу до масивів даних. СЦД, А і СЦД Б, створені у 1957 році, стали першими установами, які використовували ідею про розділення наукових областей і агрегації даних за індивідуальними напрямками. Така система дозволяє максимально повно використовувати наявний технічний і науковий потенціал внаслідок заглиблення до вибраної області. Крім того, починаючи з самого заснування, керуючись рекомендаціями 1955 р., світові центри оперували даними у форматах, які доступні при використанні обчислювальної техніки. Універсальність та єдиний вид даних стали запорукою повноцінних можливостей за їх використанням.

В обидва СЦД поступали результати спостережень за усіма розділами геофізики, які входять до програми МГР. Створення системи СЦД було важливим результатом системного підходу організаторів до реалізації МГР як міжнародного проекту. Пізніше система СЦД була істотно розширена.

На сьогоднішній день всі країни, які проводять серйозні наукові дослідження в області ядерної енергетики, спостерігають за сонячною активністю, рухом тектонічних плит, станом ґрунту, моря і океанів, будь-яких інших змін стану Землі, мають свої Центри даних. У 12 країнах зареєстровано близько 50 таких Центрів, які постійно обмінюються між собою інформацією. Це дає можливість аналізувати явища і процеси, які відбуваються у часових інтервалах від секунд до тисячоліть. Такий аналіз забезпечує базову інформацію для досліджень у багатьох сферах. Зокрема стає можливим моніторинг змін у геосфері та біосфері — щоденних чи раптових, прогнозованих чи непередбачених, природних чи штучно створених.

Місія Системи Світових Центрів Даних у прискоренні пошуку та забезпеченні широкого доступу до достовірної інформації. Завдяки цьому вчені з усієї планети отримають можливість скористатися напрацьованими століттями знаннями, що, беззаперечно, сприятиме зростанню кількості важливих для людства наукових відкриттів.

Кожен Центр-учасник Системи спеціалізується на певній тематиці досліджень. Так, наприклад, ресурси російського СЦД переважно стосуються сонячної активності, досліджень геофізичних процесів і океанографії, французького — містять результати спостережень за сонячною активністю з 1990 року, при цьому на сайті організації можна спостерігати за сонцем через web-камеру в режимі реального часу. Український СЦД охоплює широкий напрям у дослідженні геоінформатики та сталого розвитку. Центр в Києві надає щорічні звіти, в яких можна отримати статистичну та аналітичну інформацію про кожен аспект сталого розвитку усіх країн світу.

Вчений, якому необхідні дані, повинен звернутися до Світового Центру, який обслуговує потрібну дисципліну. Кожен Центр забезпечує вільний доступ до своїх сховищ інформації і надає послуги по пошуку необхідних знань. Сучасний рівень розвитку комунікаційних технологій дозволяє отримати доступ до даних за допомогою мережі Інтернет із будь-якої точки земної кулі. Зацікавлені вчені повинні контактувати з відповідними Центрами для отримання більш конкретної інформації.

Система СЦД діє в рамках Міжнародної Ради з науки (ICSU — International Council of Scientific Unions), місія якої агрегація світового наукового потенціалу і глобальні громадські дослідження.

Перехід від системи Світових центрів даних до Світової системи даних

На 29-ій Генеральній Асамблеї Міжнародної Ради з науки (МРН) в Мапуту (Мозамбік), яка відбулась наприкінці жовтня 2008 року, була прийнята резолюція про формування нової Світової системи даних (ССД) при Міжнародній Раді з науки (МРН). У новій Світовій системі даних (ССД) буде об’єднано існуючу систему Світових центрів даних (СЦД) при МРН та Федерацію Астрономічних і Геофізичних аналітичних Служб (ФАГС). Ці дії — результат Пріоритетної оцінки МРН наукових даних та інформації і наступних рекомендацій Стратегічного Комітету МРН з інформації та даних.

Схема Світової системи даних