Tropical Ocean-Global Atmosphere (TOGA)

TOGA war ein zehnjähriges Forschungsprogramm (1985-1994) des World Climate Research Programme (WCRP), die von folgenden Organisationen gemeinsam getragen wurde: der United Nations World Meteorological Organization (WMO), den International Council of Scientific Unions (ICSU), der United Nations Educational, Scientific, and Cultural Organization (UNESCO), der  Intergovernmental Oceanographic Commission (IOC) und dem ICSU Scientific Committee on Oceanic Research (SCOR).

TOGA hat vier Hauptziele:

• Sammeln und Katalogisieren von Beobachtungen über Atmosphäre und Ozean in den Tropen
• Bewertung der Entwicklung des Systems tropischer Ozean/Atmosphäre in Echtzeit
• Unterstützung für die Entwicklung von kurzzeitigen Klimavorhersagemodellen für die Tropen
• Erforschung des Einflusses des Systems tropischer Ozean/Atmosphäre auf das Klima in höheren Breiten.

Der Schwerpunkt von TOGA lag auf den tropischen Ozeanen und ihrer Beziehung zur globalen Atmosphäre. TOGA basiert auf der Annahme, dass die dynamische Anpassung des Ozeans in den Tropen viel schneller erfolgt als in höheren Breitengraden. So können sich Störungen, die vom westlichen Pazifik ausgehen (wie z. B. El Niño), auf Zeitskalen von Wochen über das Becken ausbreiten, während die entsprechende Ausbreitung in höheren Breiten Jahren dauert.

Die Bedeutung kürzerer dynamischer Zeitskalen in Äquatornähe liegt darin, dass sie denen hochenergetischer atmosphärischer Moden ähnlich sind. Diese Ähnlichkeit ermöglicht die Bildung von gekoppelten Moden zwischen dem Ozean und der Atmosphäre. TOGA war maßgeblich an der Entwicklung eines umfassenden Beobachtungssystems für den äquatorialen Pazifik beteiligt und legte wichtige Grundlagen für ENSO-Vorhersagen, Datenassimilation und das Verständnis der Luft-Meer-Wechselwirkung.

Die Feldexperimentphase des Programms fand von November 1992 bis Februar 1993 statt, wobei ozeanographische Spezialschiffe und Bojen, schiff-, flugzeug- und landgestützte Dopplerradargeräte sowie verschiedenste weitere Sensoren für in situ-Messungen zum Einsatz kamen. Die krönende Errungenschaft war die Einrichtung des Tropical Atmosphere Ocean Project (TAO) Array.

Das TAO-Array war ein gemeinsames Projekt der NOAA und des Pacific Marine Environmental Laboratory (PMEL), das aus 70 verankerten Bojen bestand, die entlang des äquatorialen Pazifiks stationiert waren und mit Hilfe des Autonomous Temperature Line Acquisition System (ATLAS) Echtzeitdaten zu Wind, Meeresoberflächentemperatur und Tiefseetemperatur lieferten.

Die an dem Programm beteiligten Wissenschaftler nutzten eine Vielzahl von satellitengestützten Produkten, auch wenn diese nicht speziell für das Programm entwickelt worden waren. Am wichtigsten waren das NOAA Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) für die Temperatur der Meeresoberfläche, das Topography Experiment (TOPEX)/Poseidon für die Höhe der Meeresoberfläche und verschiedene passive Mikrowellensatelliten des Verteidigungsministeriums für Windgeschwindigkeitsmessungen.

Insgesamt erwies sich die Kombination von Satelliten- und In-situ-Daten mit Echtzeitzugriff als entscheidend für den Erfolg des Programms.