Klima-aldaketak itsas mailaren igoera eta ekaitzen areagotzea dakarrenez, munduko kostaldeek aurrekaririk gabeko higadura-arriskuei aurre egin behar diete. Hala ere, kostaldearen aldaketa zehaztasunez aurreikustea erronka bat da, batez ere epe luzeko joerak. Duela gutxi, ShoreShop2.0 nazioarteko lankidetza-azterlanak 34 kostalde-iragarpen ereduen errendimendua ebaluatu zuen itsu-probak eginez, kostalde-modelizazioaren egungo egoera agerian utziz.
Kostaldea itsasoa eta lurra elkartzen diren lekuko muga dinamikoa da, etengabe aldatzen dena olatuen, mareen, ekaitzen eta itsas mailaren igoeraren ondorioz. Mundu osoko kostalde hareatsuen % 24 inguru atzera egiten ari da urtean 0,5 metro baino gehiagoko abiaduran, eta zenbait eremutan, hala nola AEBetako Golkoko kostaldean, urteko higadura-tasa 20 metro baino handiagoa da.
Kostaldeko aldaketa aurreikustea berez zaila eta konplexua da, hainbat faktoreren arteko elkarrekintza kontuan hartu behar baita, besteak beste, olatuen energia, sedimentuen garraioa eta itsas mailaren igoera. Denbora-tarte luzeetan zeharreko iragarpen zehatzak egitea are zailagoa da.
Kostaldeen iragarpen-eredu modernoak hiru kategoriatan bana daitezke: bat simulazio fisikoan oinarritzen da, hala nola Delft3D eta MIKE21 fluidoen mekanikan eta sedimentuen garraio-ekuazioetan oinarrituta; bat printzipio fisikoak datuetan oinarritutako metodoekin konbinatzen dituen eredu hibridoa da, hala nola CoSMoS-COAST eta LX-Shore; eta bestea datuetan oinarritutako eredua da, teknika estatistikoetan edo makina-ikaskuntzan erabat oinarritzen dena, hala nola LSTM sareak eta Transformer arkitekturak.
Modeloen aniztasun handia egon arren, ebaluazio-irizpide bateratuen faltak zaildu egin du errendimenduaren alderaketak. Zein modelok eskaintzen ditu iragarpen zehatzenak? ShoreShop2.0 itsu-proba lehiaketak aukera ezin hobea eskaintzen du diziplina arteko alderaketak egiteko.
ShoreShop2.0 nazioarteko itsu-proba lehiaketa zientzia-lankidetzarako modu oso zorrotza da. Parte hartzen duten taldeei proba-gunearen berri soilik ematen zaie, hau da, badia edo hondartza baten kode-izena. Kokapena eta benetako izena bezalako informazio garrantzitsua ezkutatzen dira, aurreko ezagutzak modeloaren kalibrazioan eragina izan ez dezan. Gainera, datuak konfidentzialki gordetzen dira atalka, 2019-2023 (epe laburrean) eta 1951-1998 (epe ertainean) bitarteko datuak nahita gordeta. Ondoren, modeloek kostaldeko lerroaren epe labur eta ertaineko aldaketak aurreikusten dituzte, eta azken finean haien zehaztasuna egiaztatu egiten dute datu konfidentzialak erabiliz. Diseinu honek kostaldeko modeloen diziplina arteko konparaketak ahalbidetzen ditu baldintza guztiz ezezagunetan.
15 herrialdetako hogeita hamalau ikerketa-taldek aurkeztu zituzten ereduak, 12 datuetan oinarritutako eredu eta 22 eredu hibrido barne. Talde hauek Estatu Batuetako, Australiako, Japoniako, Frantziako eta beste herrialde batzuetako erakundeetatik etorri ziren. Hala ere, aurkeztutako ereduetan falta ziren GENESIS eta Delft3D eta MIKE21 bezalako eredu komertzialak.
Konparaketa batek agerian utzi zuen epe laburreko bost urteko iragarpenetarako errendimendu handiena zuten ereduak CoSMoS-COAST-CONV_SV (eredu hibridoa), GAT-LSTM_YM (datuetan oinarritutako eredua) eta iTransformer-KC (datuetan oinarritutako eredua) zirela. Eredu hauek 10 metro inguruko erro karratu ertaineko erroreak lortu zituzten, satelite bidezko urrutiko detekzio datuetan dagoen 8,9 metroko errore intrintsekoaren parekoa. Horrek adierazten du hondartza batzuentzat ereduen aurreikuspen gaitasunak behaketa-teknologiaren mugetara hurbiltzen ari direla. Jakina, beste eredu batzuek kostaldeko aldaketak hobeto jaso ahal izan zituzten.
Harrigarria izan zen aurkikuntza bat eredu hibridoak datuetan oinarritutako ereduaren antzeko funtzionamendua izan zuela. CoSMoS-COAST-CONV_SV (eredu hibridoa) prozesu fisikoak eta eragiketa konboluzionalak konbinatzen ditu, eta GAT-LSTM_YM (datuetan oinarritutako eredua) arreta-sare grafiko bat erabiltzen du korrelazio espazialak harrapatzeko. Bi ereduek funtzionamendu ona izan zuten.
Epe ertaineko iragarpenei dagokienez, LX-Shore serieak (eredu hibridoak) ematen ditu neurtutako datuetatik hurbilen dauden iragarpenak. Kostaldeko eta alboko sedimentuen garraio prozesuak akoplatuz, eredu hauek epe luzeko egonkortasuna mantentzen dute, eta, aldi berean, muturreko ekaitz gertaerei erantzun koherenteenak erakusten dituzte neurtutako datuekin. Eredu hauen iragarpenek adierazten dute ekaitz gogor bakar batek 15-20 metro arteko kostaldearen atzerakada iragankorra eragin dezakeela, eta berreskuratze osoa bi edo hiru urte behar izatea. CoSMoS-COAST serieak egonkortasun bikaina eskaintzen du, beste eredu batzuek epe luzeko noraeza eta gehiegizko erantzuna jasan dezaketen bitartean.
Modeloaren emaitzek adierazten dutedatuen kalitateaereduaren errendimenduan mugatzaile nagusia da. Satelite bidezko urrutiko detekzio datuek eremu zabala hartzen duten arren, haien denbora-bereizmena baxua da, normalean astero edo hilero, eta horrek zaildu egiten du ekaitzaren ondorengo suspertze azkarra harrapatzea. Gainera, berehalako ur-ertza olatuen igoerak eta itsasaldiak eragiten dute, eta horrek ereduaren iragarpenetan eragina izan dezaketen errore iragankorrak eragiten ditu.
Ikerketak aurkitu zuen datu espazio-tenporalen leuntzeak, hala nola bi dimentsioko iragazketa-teknika sendoak erabiltzeak, nabarmen hobetu dezakeela modeloen errendimendua. Geroago, aurkeztutako proba-eredu ez-itsuek % 15 murriztu zuten batez besteko errorea, datuen aurreprozesamendu optimizatuaren bidez.
2D Leuntze Sendoa kostaldeko satelite-datuetan zarata prozesatzeko bereziki diseinatutako seinaleen prozesatzeko metodo aurreratu bat da. Funtsean, gutxieneko karratu haztatuetan oinarritutako iragazketa-algoritmo iteratibo bat da, eta oso sendoa da satelite-irudietan uhin-zarata iragankorra bezalako muturreko balioen aurrean.
Ereduen iragarpenetarako funtsezko beste faktore bat kostaldetik gertuko olatuen datuen zehaztasuna da. Gaur egun, olatuen datuek hainbat errore dituzte, besteak beste, olatuen berrianalisi globalen datuen kostaldetik gertuko bihurketan egindako erroreak, haustura-eremuan baino 10 metroko isobatan olatuen parametroak ateratzeak eragindako alborapenak, eta muturreko gertaeren eragina gutxietsi izana eguneroko batez besteko olatuen baldintzak erabiliz. Errore horiek guztiek eragina izan dezakete ereduen iragarpenetan.
Epe luzerako iragarpenetarako, modelo gehienek itsas mailaren igoeraren eragina kalkulatzeko Browniar lege klasikoan oinarritzen dira. Hala ere, lege honek sedimentuen hornidura infinitu eta orekatua suposatzen du eta itsasertzeko sedimentuen garraioaren edo giza jardueren ondorioak alde batera uzten ditu, hala nola hondartzen elikadura. Horrek modeloen alborapen nabarmenak sor ditzake.
Oreka-profilaren teorian oinarrituta, Browniren legeak itsas mailaren igoeraren eta kostaldearen atzerakadaren arteko erlazio lineal bat eskaintzen du. Teoria honek kostaldeko profilak oreka-forma mantentzen duela dio. Itsas maila igotzen den heinean, gero eta ostatu-espazio handiagoak oreka-profil hau lehorrerantz mugitzera behartzen du, itsas maila berriarekiko bere forma mantentzeko. Ondorioz, teoriak dio kostaldeko profila lehorrerantz mugitzen den heinean, hondartzaren goiko geruza higatu egiten dela, eta higatutako materiala itsasertzean metatzen dela, kostaldetik gertuko itsas hondoa igotzea eraginez, eta horrela uraren sakonera konstantea mantenduz. Brownen legeak aurreikusten du kostaldeko atzerakadak itsas mailaren igoera baino 10 eta 50 aldiz handiagoa izan daitekeela, hondartzaren maldaren arabera.
Ikerketa honek behar espezifikoen arabera tresna egokiak hautatzeko oinarri bat eskaintzen du. Gainera, datuak aurreprozesatzea ezinbestekoa da; datuen prozesamendu egokiak batzuetan ereduak berak baino eragin handiagoa izan dezake. ShoreShop 2.0-rekin lortutako esperientzian oinarrituta, hobekuntzak egin daitezke satelite eta olatu datuetan, iragarpenen zehaztasuna hobetzeko. Gainera, artifizialki aldatutako hondartzen eragin kontrolaezinak epe luzeko iragarpenetan ere eragin handia izan dezake iragarpen emaitzetan. Gainera, GENESIS, Delft3D eta MIKE21 bezalako eredu komertzialen parte-hartze falta arazo garrantzitsua da.
Muga Urdinaren Zaindariak: Frankstarren 11 Urteko Misioa Gure Ozeanoak eta Klima Babesteko
Hamarkada bat baino gehiagoz, Frankstar itsas ingurumenaren zaintzan abangoardian egon da, punta-puntako teknologia eta zorroztasun zientifikoa erabiliz ozeano eta hidrologia datu paregabeak emateko. Gure misioa datu bilketa hutsa baino haratago doa: etorkizun jasangarri baten arkitektoak gara, mundu osoko erakundeei, unibertsitateei eta gobernuei ahalmena emanez gure planetaren osasunerako erabaki informatuak hartzeko.
Argitaratze data: 2025eko abuztuaren 11a