“热带海洋与全球大气”-“世界大洋环流实验”时期
20世纪80年代，国际科学联合会理事会（ICSU）、国际社会科学联合会（ISSC）、世界气象组织（WMO）、联合国环境规划署（UNEP）、UNESCO等机构发起了全球变化研究计划。该计划由WCRP、“国际地圈-生物圈计划”（IGBP）、“全球环境变化的人类因素计划”（HDP）和“国际生物多样性计划”（DIVERSITAS）组成，是一个高度综合的多学科框架体系。在此计划的推动下，印太交汇区海洋观测国际合作在20世纪80—90年代末陆续实施了WCRP下的TOGA、WOCE和CLIVAR等核心计划。
TOGA是一个海洋与大气学科的联合调查计划，旨在通过在热带海域构建定点长时序潜标和浮标观测阵列并结合关键断面调查监测热带海洋状态的变化（图2），以解决大气风应力变化和其他强迫对赤道海流和热力结构的影响及热带海洋动力学对全球大气环流的反馈（也就是海洋大气耦合过程与机制）；从而厘清热带海洋变化对全球气候（特别是ENSO的发展、消亡）的影响机理及其可预报性机制，提高中、长期天气预报的准确性，为发展业务预报系统提供科学背景。该计划于1985年开始实施，历时10年，共有美国、日本、中国、法国、澳大利亚和新西兰等18个国家参加。
TOGA实施的前5年，主要建立了一个热带太平洋观测系统和地面及高空观测站，填补了当时世界天气监测网空隙。通过这些观测系统实现了利用统计预报技术和海气耦合系统简单动力模式进行季节或更长时间尺度上ENSO循环中主要震荡的经验预报。在TOGA实施的后5年提出了“耦合海洋大气响应试验”（COARE）子计划，旨在利用陆地天气站、锚系浮标、天气气球和气象卫星观测结合，对西太平洋暖池区进行广泛、精密的观测，特别是海洋与大气之间的能量交换，从而更精确量化海气耦合过程。中国科学院的“科学一号”“实验三号”及原国家海洋局的“向阳红五号”科学考察船参与了TOGA-COARE的西太平洋科考调查。
WOCE于1990年开始实施，至2002年结束；该计划旨在为发展气候变化预测模式收集验证模式所需的资料，确定对海洋长期变化有代表性的WOCE特定数据集，获取全球海洋从海表到海底全水层的物理、化学和生物数据，研究大洋环流长期变化的测量方法（图3）。WOCE共有包括中国在内的近30个国家参与，前所未有地获取了1990—1998年全球海洋大量的现场观测数据。这些数据为理解全球海洋的重要物理过程及发展具有涡旋分辨能力的全球海洋环流模式奠定了重要观测基础。2007年，CLIVAR和“国际海洋碳协调计划”（IOCCP）共同成立了“全球海洋船载水文调查计划”（GO-SHIP）委员会，对WOCE断面进行重新观测和布局，但GO-SHIP计划的断面在印太交汇区非常稀少。
第一次“国际印度洋科学考察”
东印度洋作为印太交汇区的毗邻海域，其海洋观测国际计划开始于1957年的第一次“国际印度洋科学考察”（IIOE）。该计划属于ICSU在1957—1958年发起的国际地球物理年计划的一个重要组成部分，由UNESCO-IOC组织实施，于1965年完成。该计划由23个国家参与，在东印度洋、西印度洋和北印度洋开展了站位覆盖面广、密度非常高的综合观测（图4）。IIOE计划的主要目标是解决印度洋的渔业资源问题和印度洋海洋环流特别是东印度洋上升流等过程对季风的影响，并关注海洋对人类活动废弃物的容纳上限。IIOE计划在包括物理海洋、海洋气象等多个学科获得了丰硕的成果，特别是对赤道印度洋海洋环流的认知。UNESCO-IOC于2015年实施了第二个阶段的IIOE计划（IIOE-2）。
