การวิเคราะห์สภาพ มหาสมุทรย้อนหลัง (Ocean reanalysis ) คือวิธีการผสมผสานข้อมูลการสังเกตการณ์มหาสมุทร ในอดีต เข้ากับแบบจำลองมหาสมุทรทั่วไป (โดยทั่วไปคือแบบจำลองเชิงคำนวณ ) ซึ่งขับเคลื่อนด้วยการประมาณค่าลมพื้นผิว ความร้อน และน้ำจืดในอดีต โดยผ่านอัลกอริทึมการดูดซับข้อมูล เพื่อสร้างการเปลี่ยนแปลงในอดีตของสถานะมหาสมุทรขึ้นมาใหม่

ข้อมูลการสังเกตการณ์ในอดีตมีน้อยและไม่เพียงพอต่อการทำความเข้าใจประวัติศาสตร์ของมหาสมุทรและการไหลเวียนของมัน โดยการใช้เทคนิคการบูรณาการข้อมูลร่วมกับแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์ขั้นสูงของมหาสมุทรทั่วโลก นักวิจัยสามารถประมาณค่าข้อมูลการสังเกตการณ์ในอดีตไปยังทุกจุดในมหาสมุทรได้ กระบวนการนี้มีลักษณะคล้ายคลึงกับการสร้างข้อมูลวิเคราะห์บรรยากาศย้อนหลัง และมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการประเมินสถานะของมหาสมุทร

ใน ช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีความพยายามหลายอย่างในการนำการบูรณาการข้อมูลมาใช้ในการประมาณสถานะทางกายภาพของมหาสมุทร ซึ่งรวมถึงอุณหภูมิความเค็มกระแสน้ำและระดับน้ำทะเล[ ^{1 ] มี} แนวทางการประมาณสถานะทางเลือกสามวิธี วิธีแรกใช้โดยการวิเคราะห์แบบ 'ไม่มีแบบจำลอง' ซึ่งการสังเกตอุณหภูมิหรือความเค็มจะอัปเดตการคาดเดาเบื้องต้นที่ได้จากการประมาณรายเดือน ตามสภาพ ภูมิอากาศ

แนวทางที่สองคือการวิเคราะห์การบูรณาการข้อมูลแบบลำดับ ซึ่งจะก้าวไปข้างหน้าตามเวลาจากการวิเคราะห์ครั้งก่อนโดยใช้การจำลองเชิงตัวเลขของอุณหภูมิและตัวแปรอื่นๆ ที่เปลี่ยนแปลงไป ซึ่งได้จากแบบจำลองการไหลเวียนทั่วไปของมหาสมุทรการจำลองนี้จะให้ค่าประมาณเบื้องต้นของสถานะของมหาสมุทรในเวลาวิเคราะห์ครั้งถัดไป ในขณะที่การปรับแก้ค่าประมาณเบื้องต้นนี้จะทำขึ้นโดยอาศัยการสังเกตตัวแปรต่างๆ เช่น อุณหภูมิ ความเค็ม หรือระดับน้ำทะเล

แนวทางที่สามคือ 4D-Var ซึ่งในการใช้งานที่อธิบายไว้ จะใช้เงื่อนไขเริ่มต้นและแรงกระทำต่อพื้นผิวเป็นตัวแปรควบคุมที่จะต้องปรับเปลี่ยนเพื่อให้สอดคล้องกับการสังเกตการณ์ รวมถึงการแสดงสมการการเคลื่อนที่ในเชิงตัวเลขผ่านการแก้ปัญหาการหาค่าเหมาะสมที่สุดขนาดใหญ่แบบวนซ้ำ

ISHII และ LEVITUS เริ่มต้นด้วยการคาดเดาเบื้องต้นเกี่ยวกับอุณหภูมิรายเดือนของผิวมหาสมุทรตอนบนตามสภาพภูมิอากาศ โดยอิงจากข้อมูลสภาพภูมิอากาศที่จัดทำโดยศูนย์ข้อมูลสมุทรศาสตร์แห่งชาติของ NOAA จากนั้นจึงนำค่าความเปลี่ยนแปลงมาแสดงในระดับการวิเคราะห์ ISHII ใช้แนวทาง 3DVAR ทางเลือกเพื่อสร้างแผนที่อย่างเป็นกลางด้วยมาตราส่วนการลดความสัมพันธ์ที่เล็กกว่าในละติจูดกลาง (300 กม.) ซึ่งจะขยายออกไปในทิศทางตามแนวแกนตะวันออก-ตะวันตกเป็นปัจจัย 3 ที่ละติจูดเส้นศูนย์สูตร LEVITUS เริ่มต้นคล้ายกับ ISHII แต่ใช้เทคนิคของ Cressman และ Barnes ด้วยมาตราส่วนที่สม่ำเสมอ 555 กม. เพื่อสร้างแผนที่ค่าความเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอย่างเป็นกลางลงบนตารางกริดที่สม่ำเสมอ

วิธีการแบบลำดับสามารถแบ่งย่อยได้อีกเป็นวิธีการที่ใช้การแทรกสอดแบบเหมาะสมที่สุด (Optimal Interpolation) และวิธีการที่มีความซับซ้อนกว่าอย่างตัวกรอง Kalman (Kalman Filter ) รวมถึงวิธีการที่ใช้ 3D-Var ในบรรดาวิธีการที่กล่าวมาข้างต้น INGV และSODAใช้การแทรกสอดแบบเหมาะสมที่สุดในรูปแบบต่างๆ ส่วน CERFACS, GODAS และ GFDL ใช้ 3DVar “จนถึงปัจจุบัน เรายังไม่ทราบถึงความพยายามใดๆ ในการใช้ตัวกรอง Kalman สำหรับการวิเคราะห์มหาสมุทรย้อนหลังหลายทศวรรษ” ^{[ 1 ]}ตัวกรอง Kalman แบบแปลงกลุ่มเฉพาะที่ 4 มิติ (4D-LETKF) ได้ถูกนำไปใช้กับแบบจำลองมหาสมุทรแบบโมดูลาร์ (MOM2) ของห้องปฏิบัติการพลศาสตร์ของไหลทางธรณีฟิสิกส์ (GFDL ) สำหรับการวิเคราะห์มหาสมุทรย้อนหลัง 7 ปี ตั้งแต่เดือนมกราคม พ.ศ. 2540 – พ.ศ. 2547 ^{[ 2 ]}

ECCOซึ่งเป็นแนวทางชั้นนำของ 4D-Var ใช้หลักการความสอดคล้องทางพลวัตผ่านช่วงเวลาการประมวลผลข้อมูลเป็นทศวรรษ และใช้ชุดข้อมูลการสังเกตการณ์ทั้งในพื้นที่และจากระยะไกล

ผลลัพธ์ที่ได้คือความร่วมมือกันในโครงการ GECCO ซึ่งนำ 4D-Var มาประยุกต์ใช้กับปัญหาการประมาณค่ามหาสมุทรในรอบทศวรรษ แนวทางนี้เผชิญกับความท้าทายด้านการคำนวณที่ยากลำบาก แต่ก็มีข้อดีที่น่าสนใจบางประการ รวมถึงการปฏิบัติตามกฎการอนุรักษ์บางประการและการสร้างแบบจำลองมหาสมุทรแบบผกผัน

• การวิเคราะห์ทางอุตุนิยมวิทยาใหม่

• รายชื่อข้อมูลสังเคราะห์เกี่ยวกับมหาสมุทรที่มีอยู่แล้วที่ ICDC
• SODA - Simple Oceanic Data Assimilation - ชุดข้อมูลการวิเคราะห์ซ้ำตัวแปรทางสมุทรศาสตร์ ปี 1958-2001
• การวิเคราะห์อุณหภูมิใต้ผิวมหาสมุทรในอดีต พร้อมการประมาณค่าความคลาดเคลื่อน