Климаттын өзгөрүшү деңиз деңгээлинин көтөрүлүшүнө жана бороон-чапкындын күчөшүнө алып келгендиктен, глобалдык жээк сызыктары болуп көрбөгөндөй эрозия коркунучуна дуушар болууда. Бирок, жээк сызыгынын өзгөрүшүн так алдын ала айтуу кыйын, айрыкча узак мөөнөттүү тенденциялар. Жакында ShoreShop2.0 эл аралык биргелешкен изилдөөсү жээк сызыгын болжолдоочу 34 моделдин натыйжалуулугун сокур тестирлөө аркылуу баалады, жээк сызыгын моделдөөнүн учурдагы абалын ачып берди.
Жээк сызыгы – бул деңиз деңгээлинин көтөрүлүшүнөн, толкундардын, толкундардын, бороон-чапкындардын тынымсыз өзгөрүп туруучу, кургактыктын деңизге кошулган динамикалык чек арасы. Дүйнө жүзү боюнча кумдуу жээк сызыктарынын болжол менен 24% жылына 0,5 метрден ашкан ылдамдыкта чегинип жатат, ал эми кээ бир аймактарда, мисалы, АКШнын Перс булуңунун жээгинде жыл сайын эрозия деңгээли 20 метрден ашат.
Жээк сызыгынын өзгөрүшүн алдын ала айтуу табиятынан татаал жана татаал, бул толкундун энергиясын, чөкмөлөрдү ташууну жана деңиз деңгээлинин көтөрүлүшүн камтыган бир нече факторлордун өз ара аракетин эске алууну талап кылат. Узакка созулган так божомолдор андан да кыйын.
Заманбап жээк сызыгын болжолдоо моделдерин үч категорияга бөлүүгө болот: бири физикалык симуляцияга негизделген, мисалы Delft3D жана MIKE21 суюктук механикасына жана чөкмөлөрдү ташуу теңдемелерине негизделген; бири физикалык принциптерди CoSMoS-COAST жана LX-Shore сыяктуу маалыматтарга негизделген ыкмалар менен айкалыштырган гибрид модели; жана экинчиси LSTM тармактары жана Transformer архитектуралары сыяктуу статистикалык же машинаны үйрөнүү ыкмаларына толугу менен таянган маалыматтарга негизделген модель.
Моделдердин көп түрдүүлүгүнө карабастан, бирдиктүү баалоо критерийлеринин жоктугу натыйжалуулукту салыштырууну кыйындаткан. Кайсы модель эң так божомолдорду сунуштайт? ShoreShop2.0 сокур тест конкурсу дисциплинардык салыштыруулар үчүн эң сонун мүмкүнчүлүк берет.
ShoreShop2.0 эл аралык сокур сыноо конкурсу илимий кызматташуунун өтө катаал формасы болуп саналат. Катышуучу командалар булуңдун же пляждын коддук аталышы болгон сыноо аянты жөнүндө гана маалымдалат. Анын жайгашкан жери жана анык аталышы сыяктуу негизги маалыматтар, моделдин калибрлөөсүнө таасир этпөө үчүн алдын ала маалымат жашырылган. Андан тышкары, маалыматтар бөлүмдөр боюнча жашыруун сакталат, 2019-2023 (кыска мөөнөттүү) жана 1951-1998 (орто мөөнөттүү) маалыматтар атайылап жашырылган. Андан кийин моделдер кыска жана орто мөөнөттүү жээк сызыгынын өзгөрүшүн алдын ала айтышат, акыры алардын тактыгын жашыруун маалыматтардын жардамы менен текшеришет. Бул дизайн такыр белгисиз шарттарда жээк моделдерин кайчылаш дисциплинардык салыштырууга мүмкүндүк берет.
15 өлкөдөн келген 34 изилдөө тобу 12 маалыматка негизделген моделдерди жана 22 гибрид моделдерин камтыган моделдерин тапшырышты. Бул командалар АКШ, Австралия, Япония, Франция жана башка өлкөлөрдөн келген. Бирок, берилген моделдерде GENESIS жана физикага негизделген Delft3D жана MIKE21 сыяктуу коммерциялык моделдер жок болчу.
Салыштыруу көрсөткөндөй, кыска мөөнөттүү, беш жылдык болжолдор үчүн эң натыйжалуу моделдер CoSmoS-COAST-CONV_SV (гибриддик модель), GAT-LSTM_YM (маалыматка негизделген модель) жана iTransformer-KC (маалыматка негизделген модель) болгон. Бул моделдер спутниктик аралыктан зонддоо жээк сызыгынын маалыматтарында 8,9 метрге мүнөздүү ката менен салыштырууга болот, болжол менен 10 метр квадраттык орточо каталарга жетишти. Бул кээ бир пляждар үчүн моделдердин болжолдоо мүмкүнчүлүктөрү байкоо технологиясынын чегине жакындап калганын көрсөтүп турат. Албетте, башка моделдер жээк сызыгындагы өзгөрүүлөрдү жакшыраак чагылдыра алышкан.
Гибриддик моделдин маалыматтарга негизделген моделге салыштырууга боло тургандыгы таң калыштуу табылга болду. CoSMoS-COAST-CONV_SV (гибриддик модель) физикалык процесстерди жана конволюциялык операцияларды айкалыштырат, ал эми GAT-LSTM_YM (маалыматка негизделген модель) мейкиндик корреляциясын тартуу үчүн графикалык көңүл буруу тармагын колдонот. Эки модель тең жакшы аткарышты.
Орто мөөнөттүү болжолдоолор боюнча, LX-Shore сериясы (гибриддик моделдер) өлчөнгөн маалыматтарга эң жакын божомолдорду берет. Чөкмөлөрдү жээкте жана капталдан ташуу процесстерин бириктирүү менен, бул моделдер өлчөнгөн маалыматтар менен экстремалдык бороон-чапкындарга эң ырааттуу жоопторду көрсөтүү менен узак мөөнөттүү туруктуулукту сактайт. Бул моделдердин болжолдоолору көрсөткөндөй, бир катуу бороон жээк сызыгынын 15-20 метрге чейин убактылуу чегинишине алып келиши мүмкүн, ал эми толук калыбына келтирүү эки-үч жылга созулушу мүмкүн. CoSmoS-COAST сериясы эң сонун туруктуулукту сунуштайт, ал эми башка моделдер узак мөөнөттүү дрейфтен жана ашыкча жооптон жабыр тартышы мүмкүн.
Бул моделдин натыйжалары көрсөтүп туратмаалымат сапатымоделдин иштешинин негизги чектөөчү фактору болуп саналат. Спутниктик алыстан зонддоо маалыматтары кеңири аймакты камтыса да, анын убактылуу резолюциясы төмөн, адатта жума сайын ай сайын болуп, бороондон кийинки тез калыбына келтирүүнү кыйындатат. Андан тышкары, көз ирмемдик суунун четине толкундун көтөрүлүшү жана толкундары таасир этет, бул моделдин болжолдоолоруна таасир эте турган убактылуу каталарга алып келет.
Изилдөө көрсөткөндөй, эки өлчөмдүү чыпкалоо ыкмаларын колдонуу сыяктуу мейкиндик-убактылуу маалыматтарды текшилөө моделдин иштешин бир топ жакшырта алат. Кийинчерээк, сокур эмес тест моделдери оптималдаштырылган маалыматтарды алдын ала иштетүү аркылуу орточо катаны 15% га азайтышты.
Robust 2D Smoothing - бул жээк сызыгындагы спутник маалыматтарындагы ызы-чууларды иштетүү үчүн атайын иштелип чыккан сигналды иштетүүнүн өркүндөтүлгөн ыкмасы. Негизинен, бул салмактуу эң аз квадраттарга негизделген итеративдик чыпкалоо алгоритми жана спутник сүрөттөрүндөгү убактылуу толкун ызы-чуусу сыяктуу четтөөлөргө өтө бекем.
Моделди болжолдоо үчүн дагы бир маанилүү фактор - бул жээкке жакын толкун маалыматтарынын тактыгы. Учурда толкун маалыматтары ар кандай каталардан, анын ичинде глобалдык толкун реанализинин маалыматтарын жээкке жакын конвертациялоодогу каталардан, бузулуу зонасында эмес, 10 метрлик изобатта толкун параметрлерин алуудан келип чыккан кыйшаюулардан жана күнүмдүк орточо толкун шарттарын колдонуу менен экстремалдык окуялардын таасирин баалабай коюудан жапа чегип келет. Бул каталардын баары моделдин болжолдоолоруна таасир этиши мүмкүн.
Узак мөөнөттүү болжолдоо үчүн көпчүлүк моделдер деңиз деңгээлинин көтөрүлүшүнүн таасирин баалоо үчүн классикалык Браун мыйзамына таянышат. Бирок, бул мыйзам чөкмөлөрдүн чексиз жана тең салмактуу запасын болжолдойт жана деңиздеги чөкмөлөрдү ташуунун же пляждагы азыктандыруу сыяктуу адамдын иш-аракеттеринин кесепеттерин эске албайт. Бул олуттуу моделдин туура эмес болушуна алып келиши мүмкүн.
Тең салмактуулук профилинин теориясына таянып, Браун мыйзамы деңиз деңгээлинин көтөрүлүшү менен жээк сызыгынын чегинүүсүнүн ортосундагы сызыктуу байланышты камсыз кылат. Бул теория жээк профили тең салмактуу форманы сактайт деп ырастайт. Деңиз деңгээли көтөрүлгөн сайын, жайгаштыруу мейкиндигинин көбөйүшү бул тең салмактуулук профилин жаңы деңиз деңгээлине карата формасын сактап калуу үчүн кургактыкка жылууга мажбурлайт. Демек, теория жээк профили кургактыкка жылган сайын, үстүнкү пляж катмары эрозияга учурап, эрозияга учураган материал жээкке чогулуп, жээкке жакын деңиз түбүнүн көтөрүлүшүнө алып келип, ошону менен суунун туруктуу тереңдигин сактайт деп болжолдойт. Браун мыйзамы жээктеги чегинүү пляждын эңкейишине жараша деңиз деңгээлинин көтөрүлүшүнөн 10-50 эсе көп болушу мүмкүн деп болжолдойт.
Бул изилдөө белгилүү бир муктаждыктарга негизделген ылайыктуу куралдарды тандоо үчүн негиз түзөт. Андан тышкары, маалыматтарды алдын ала иштетүү абдан маанилүү; туура маалыматтарды иштетүү кээде моделдин өзүнө караганда көбүрөөк таасир этиши мүмкүн. ShoreShop 2.0 менен топтолгон тажрыйбага таянып, божомолдун тактыгын жогорулатуу үчүн спутниктик жана толкун маалыматтарын жакшыртууга болот. Мындан тышкары, узак мөөнөттүү прогноздордо жасалма жол менен бузулган пляждардын көзөмөлгө алынгыс таасирлери болжолдоолордун натыйжаларына олуттуу таасир этиши мүмкүн. Андан тышкары, GENESIS, Delft3D жана MIKE21 сыяктуу коммерциялык моделдердин катышуусунун жоктугу олуттуу маселе.
|Көк чек аранын сакчылары: Франкстардын океандарыбызды жана климатыбызды коргоо боюнча 11 жылдык миссиясы
Он жылдан ашуун убакыттан бери, Франкстар теңдешсиз океан жана гидрологиялык маалыматтарды жеткирүү үчүн алдыңкы технологияларды жана илимий катаалдуулукту колдонуп, деңиз экологиясын башкарууда алдыңкы катарда турат. Биздин миссия жөн гана маалымат чогултуу менен чектелбейт — биз туруктуу келечектин архитекторлорубуз, дүйнө жүзү боюнча институттарга, университеттерге жана өкмөттөргө планетабыздын ден соолугу үчүн негизделген чечимдерди кабыл алуу мүмкүнчүлүгүн берип жатабыз.
Посттун убактысы: Август-11-2025