Le atharrachadh clìomaid ag adhbhrachadh ìrean mara ag èirigh agus stoirmean nas miosa, tha cladaichean cruinneil an aghaidh chunnartan bleith nach fhacas a leithid roimhe. Ach, tha e dùbhlanach atharrachadh cladaichean a ro-innse gu ceart, gu h-àraidh gluasadan fad-ùine. O chionn ghoirid, rinn sgrùdadh co-obrachail eadar-nàiseanta ShoreShop2.0 measadh air coileanadh 34 modail ro-innse cladaichean tro dheuchainnean dall, a’ nochdadh an staid làithreach ann am modaladh cladaichean.
’S e an oirthir a’ chrìoch dhinimigeach far a bheil tìr a’ coinneachadh ris a’ mhuir, ag atharrachadh gu cunbhalach air sgàth tonnan, làn-mara, stoirmean, agus àrdachadh ìre na mara. Tha timcheall air 24% de chostaichean gainmhich air feadh an t-saoghail a’ crìonadh aig ìre nas àirde na 0.5 meatairean gach bliadhna, agus ann an cuid de dh’àiteachan, leithid Oirthir a’ Chamais sna SA, tha an ìre bleith bhliadhnail eadhon nas àirde na 20 meatairean.
Tha ro-innse atharrachadh air oirthirean duilich agus iom-fhillte, agus feumar beachdachadh air eadar-obrachadh iomadh feart, nam measg lùth nan tonn, còmhdhail ghrùidean, agus àrdachadh ìre na mara. Tha ro-innse ceart thar ùine fhada eadhon nas dùbhlanaiche.
Faodar modalan ro-innse oirthir an latha an-diugh a roinn ann an trì roinnean: tha aon stèidhichte air atharrais fiosaigeach, leithid Delft3D agus MIKE21 stèidhichte air meacanaig sreabhach agus co-aontaran còmhdhail grùide; tha aon na mhodail measgaichte a bhios a’ cothlamadh phrionnsabalan fiosaigeach le dòighean stèidhichte air dàta, leithid CoSMoS-COAST agus LX-Shore; agus am fear eile na mhodail stèidhichte air dàta a tha gu tur an urra ri dòighean staitistigeil no ionnsachaidh innealan, leithid lìonraidhean LSTM agus ailtireachd Transformer.
A dh’aindeoin an iomadh seòrsa modail a th’ ann, tha dìth shlatan-tomhais measaidh aonaichte air coimeasan coileanaidh a dhèanamh duilich. Dè am modail a tha a’ tabhann na ro-innsean as cruinne? Tha farpais deuchainn dall ShoreShop2.0 a’ toirt cothrom foirfe airson coimeasan thar-chuspaireil.
’S e cruth air leth teann de cho-obrachadh saidheansail a th’ ann am farpais deuchainn dall eadar-nàiseanta ShoreShop2.0. Chan eil fios aig sgiobaidhean a tha a’ gabhail pàirt ach mun làrach deuchainn, is e sin ainm còd airson bàgh no tràigh. Tha fiosrachadh cudromach leithid an t-àite agus an fhìor ainm air a fhalach gus casg a chuir air eòlas ro-làimh bho bhith a’ toirt buaidh air calabrachadh modail. A bharrachd air an sin, tha dàta air a chumail dìomhair ann an earrannan, le dàta bho 2019-2023 (geàrr-ùine) agus 1951-1998 (meadhan-ùine) air a chumail air ais a dh’aona ghnothach. Bidh na modailean an uairsin a’ ro-innse atharrachaidhean geàrr-ùine is meadhan-ùine air a’ chladaich, agus mu dheireadh a’ dearbhadh an cruinneas le bhith a’ cleachdadh an dàta dìomhair. Leigidh an dealbhadh seo le coimeasan thar-chuspaireil de mhodalan cladaich fo chumhachan gu tur neo-aithnichte.
Chuir trì fichead ’s a ceithir sgiobaidhean rannsachaidh à 15 dùthaich modalan a-steach, a’ gabhail a-steach 12 modal stèidhichte air dàta agus 22 modal measgaichte. Thàinig na sgiobaidhean seo bho ionadan anns na Stàitean Aonaichte, Astràilia, Iapan, an Fhraing, agus dùthchannan eile. Ach, cha robh modalan malairteach leithid GENESIS agus na modalan stèidhichte air fiosaig Delft3D agus MIKE21 anns na modalan a chaidh a chur a-steach.
Nochd coimeas gur e CoSMoS-COAST-CONV_SV (modail measgaichte), GAT-LSTM_YM (modail stèidhichte air dàta), agus iTransformer-KC (modail stèidhichte air dàta) na modailean a b’ fheàrr a thaobh ro-innse geàrr-ùine, còig bliadhna. Choilean na modailean seo mearachdan meadhanach ceàrnagach de mu 10 meatairean, an coimeas ris a’ mhearachd nàdarra de 8.9 meatairean ann an dàta oirthir mothachaidh iomallach saideal. Tha seo a’ nochdadh, airson cuid de thràighean, gu bheil comasan ro-innse nam modailean a’ tighinn faisg air crìochan teicneòlais amharc. Gu dearbh, bha modailean eile comasach air atharrachaidhean oirthir a ghlacadh nas fheàrr.
B’ e toradh iongantach a bh’ ann gun robh coileanadh a’ mhodail measgaichte co-chosmhail ris a’ mhodail stèidhichte air dàta. Bidh CoSMoS-COAST-CONV_SV (modail measgaichte) a’ cothlamadh phròiseasan fiosaigeach agus obrachaidhean convolutional, agus bidh GAT-LSTM_YM (modail stèidhichte air dàta) a’ cleachdadh lìonra aire grafa gus co-dhàimhean fànais a ghlacadh. Rinn an dà mhodail gu math.
A thaobh ro-innsean meadhan-ùine, tha an t-sreath LX-Shore (modalan measgaichte) a’ toirt seachad na ro-innsean as fhaisge air dàta tomhaiste. Le bhith a’ ceangal phròiseasan còmhdhail grùide ri taobh na tràghad agus gu taobhach, bidh na modailean sin a’ cumail seasmhachd fad-ùine fhad ‘s a tha iad a’ taisbeanadh na freagairtean as cunbhalaiche do thachartasan stoirme anabarrach le dàta tomhaiste. Tha ro-innsean bho na modailean sin a’ nochdadh gum faod aon stoirm mhòr tarraing air ais sealach cladaich suas ri 15-20 meatair adhbhrachadh, le làn shlànachadh a’ toirt dà no trì bliadhna. Tha an t-sreath CoSMoS-COAST a’ tabhann seasmhachd sàr-mhath, agus dh’ fhaodadh modalan eile fulang le gluasad fad-ùine agus cus freagairt.
Tha toraidhean a’ mhodail a’ sealltainn gu bheilcàileachd dàta'S e prìomh fheart cuibhrichte a th' ann an coileanadh modail. Ged a tha dàta mothachaidh iomallach saideal a’ còmhdach raon farsaing, tha an rùn ùineail aige ìosal, mar as trice gach seachdain no gach mìos, ga dhèanamh duilich faighinn seachad air ais luath às dèidh stoirmean. A bharrachd air an sin, tha buaidh aig ruith suas tonnan agus làn-mara air oir an uisge sa bhad, agus tha sin ag adhbhrachadh mhearachdan sealach a dh’ fhaodadh buaidh a thoirt air ro-innse modail.
Lorg an sgrùdadh gum faod rèiteachadh dàta spàsail-aimsireil, leithid cleachdadh dhòighean sìolaidh dà-thaobhach làidir, coileanadh modail a leasachadh gu mòr. Nas fhaide air adhart, lughdaich modailean deuchainn neo-dall a chaidh a chuir a-steach mearachd chuibheasach le 15% tro ro-phròiseasadh dàta leasaichte.
’S e dòigh adhartach giullachd chomharran a th’ ann an Robust 2D Smoothing a chaidh a dhealbhadh gu sònraichte airson fuaim a phròiseasadh ann an dàta saideal oirthir. Gu bunaiteach, ’s e algairim sìolaidh ath-aithriseach a th’ ann stèidhichte air ceàrnagan as lugha cuideamaichte, agus tha e gu math làidir an aghaidh nithean a-muigh leithid fuaim tonn sealach ann an ìomhaighean saideal.
Is e feart eile a tha deatamach airson ro-innse modail cruinneas dàta tonn faisg air a’ chladach. An-dràsta, tha grunn mhearachdan ann an dàta tonn, a’ gabhail a-steach mearachdan ann an tionndadh dàta ath-anailis tonn cruinne faisg air a’ chladach, claonaidhean air adhbhrachadh le bhith a’ toirt a-mach paramadairean tonn aig an isobath 10-meatair seach an raon brisidh, agus fo-mheasadh buaidh thachartasan anabarrach le bhith a’ cleachdadh suidheachaidhean tonn cuibheasach làitheil. Faodaidh na mearachdan sin uile buaidh a thoirt air ro-innse modail.
Airson ro-innse fad-ùine, bidh a’ mhòr-chuid de mhodalan an urra ri lagh clasaigeach Brown gus buaidh àrdachadh ìre na mara a thomhas. Ach, tha an lagh seo a’ gabhail ris gu bheil solar grùide gun chrìoch agus cothromach ann agus chan eil e a’ toirt aire do bhuaidhean còmhdhail grùide far a’ chladaich no gnìomhachd dhaoine, leithid beathachadh tràigh. Faodaidh seo leantainn gu claonaidhean mòra sa mhodail.
Stèidhichte air teòiridh a’ phròifil chothromachaidh, tha lagh Brownian a’ toirt seachad dàimh dhìreach eadar àrdachadh ìre na mara agus teàrnadh na tràghad. Tha an teòiridh seo ag ràdh gu bheil pròifil cladaich a’ cumail cumadh cothromachaidh. Mar a bhios ìre na mara ag èirigh, bidh an t-àite-fuirich a tha a’ sìor fhàs a’ toirt air a’ phròifil chothromachaidh seo gluasad gu tìr gus a chumadh a chumail an coimeas ris an ìre mara ùr. Mar thoradh air an sin, tha an teòiridh ag ràdh, mar a bhios pròifil na cladaich ag atharrachadh gu tìr, gu bheil an ìre as àirde den tràigh air a bleith, agus gu bheil an stuth a chaidh a bleith air a thasgadh far a’ chladaich, ag adhbhrachadh gum bi grunnd na mara faisg air a’ chladach ag èirigh, agus mar sin a’ cumail doimhneachd uisge seasmhach. Tha lagh Brown a’ ro-innse gum faod teàrnadh cladaich a bhith 10 gu 50 uair nas motha na àrdachadh ìre na mara, a rèir leathad na tràghad.
Tha an sgrùdadh seo a’ toirt seachad bunait airson innealan iomchaidh a thaghadh stèidhichte air feumalachdan sònraichte. A bharrachd air an sin, tha ro-phròiseasadh dàta deatamach; faodaidh buaidh nas motha a bhith aig pròiseasadh dàta ceart uaireannan na am modail fhèin. A’ togail air an eòlas a fhuaireadh le ShoreShop 2.0, faodar leasachaidhean a dhèanamh air dàta saideal agus tonn gus cruinneas ro-innse a leasachadh. A bharrachd air an sin, faodaidh buaidhean neo-riaghlaidh tràighean air an cur troimh-chèile gu saorga ann an ro-innsean fad-ùine buaidh mhòr a thoirt air toraidhean ro-innse. A bharrachd air an sin, tha dìth com-pàirteachaidh bho mhodalan malairteach leithid GENESIS, Delft3D, agus MIKE21 na chùis chudromach.
Luchd-dìon na Crìche Gorma: Misean 11-bliadhna Frankstar gus ar cuantan agus ar gnàth-shìde a dhìon
Airson còrr is deich bliadhna, tha Frankstar air a bhith aig fìor thoiseach stiùbhardachd àrainneachd na mara, a’ cleachdadh teicneòlas ùr-nodha agus dian saidheansail gus dàta gun choimeas a lìbhrigeadh mu chuain is uisgeachas. Tha ar misean a’ dol thairis air dìreach cruinneachadh dàta—is sinne ailtirean àm ri teachd seasmhach, a’ toirt cumhachd do ionadan, oilthighean agus riaghaltasan air feadh an t-saoghail co-dhùnaidhean fiosraichte a dhèanamh airson slàinte ar planaid.
Àm puist: 11 Lùnastal 2025