கடற்கரை மாற்றத்தை நாம் எவ்வாறு இன்னும் துல்லியமாக கணிக்க முடியும்? எந்த மாதிரிகள் சிறந்தவை?

காலநிலை மாற்றம் கடல் மட்டங்கள் உயர்ந்து தீவிரமடைந்த புயல்களுக்கு வழிவகுப்பதால், உலகளாவிய கடற்கரைகள் முன்னெப்போதும் இல்லாத அளவுக்கு அரிப்பு அபாயங்களை எதிர்கொள்கின்றன. இருப்பினும், கடற்கரை மாற்றத்தை துல்லியமாக கணிப்பது சவாலானது, குறிப்பாக நீண்டகால போக்குகள். சமீபத்தில், ShoreShop2.0 சர்வதேச கூட்டு ஆய்வு, குருட்டு சோதனை மூலம் 34 கடற்கரை முன்கணிப்பு மாதிரிகளின் செயல்திறனை மதிப்பீடு செய்து, கடற்கரை மாதிரியாக்கத்தில் தற்போதைய கலை நிலையை வெளிப்படுத்தியது.

கடற்கரை என்பது நிலம் கடலைச் சந்திக்கும் ஒரு மாறும் எல்லையாகும், அலைகள், அலைகள், புயல்கள் மற்றும் கடல் மட்ட உயர்வு காரணமாக தொடர்ந்து மாறிக்கொண்டே இருக்கிறது. உலகளவில் சுமார் 24% மணல் நிறைந்த கடற்கரைகள் ஆண்டுக்கு 0.5 மீட்டருக்கும் அதிகமான விகிதத்தில் பின்வாங்கி வருகின்றன, மேலும் அமெரிக்க வளைகுடா கடற்கரை போன்ற சில பகுதிகளில், ஆண்டு அரிப்பு விகிதம் 20 மீட்டருக்கும் அதிகமாக உள்ளது.

கடற்கரை மாற்றத்தை கணிப்பது இயல்பாகவே கடினமானது மற்றும் சிக்கலானது, அலை ஆற்றல், வண்டல் போக்குவரத்து மற்றும் கடல் மட்ட உயர்வு உள்ளிட்ட பல காரணிகளின் தொடர்புகளைக் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும். நீண்ட காலத்திற்கு துல்லியமான கணிப்புகள் இன்னும் சவாலானவை.

நவீன கடற்கரை முன்கணிப்பு மாதிரிகளை மூன்று வகைகளாகப் பிரிக்கலாம்: ஒன்று டெல்ஃப்ட்3டி மற்றும் MIKE21 போன்ற திரவ இயக்கவியல் மற்றும் வண்டல் போக்குவரத்து சமன்பாடுகளை அடிப்படையாகக் கொண்ட இயற்பியல் உருவகப்படுத்துதலை அடிப்படையாகக் கொண்டது; ஒன்று இயற்பியல் கொள்கைகளை CoSMoS-COAST மற்றும் LX-Shore போன்ற தரவு சார்ந்த முறைகளுடன் இணைக்கும் ஒரு கலப்பின மாதிரி; மற்றொன்று LSTM நெட்வொர்க்குகள் மற்றும் டிரான்ஸ்ஃபார்மர் கட்டமைப்புகள் போன்ற புள்ளிவிவர அல்லது இயந்திர கற்றல் நுட்பங்களை முழுமையாக நம்பியிருக்கும் தரவு சார்ந்த மாதிரி.

பல்வேறு வகையான மாதிரிகள் இருந்தபோதிலும், ஒருங்கிணைந்த மதிப்பீட்டு அளவுகோல்கள் இல்லாததால் செயல்திறன் ஒப்பீடுகள் கடினமாகிவிட்டன. எந்த மாதிரி மிகவும் துல்லியமான கணிப்புகளை வழங்குகிறது? ShoreShop2.0 குருட்டு சோதனைப் போட்டி, பல்வேறு துறைகள் சார்ந்த ஒப்பீடுகளுக்கு சரியான வாய்ப்பை வழங்குகிறது.

ShoreShop2.0 சர்வதேச பார்வையற்றோர் சோதனைப் போட்டி என்பது மிகவும் கடுமையான அறிவியல் ஒத்துழைப்பு வடிவமாகும். பங்கேற்கும் குழுக்களுக்கு சோதனை தளம் பற்றி மட்டுமே தெரிவிக்கப்படும், இது ஒரு விரிகுடா அல்லது கடற்கரைக்கான குறியீட்டுப் பெயராகும். மாதிரி அளவுத்திருத்தத்தில் முன் அறிவு செல்வாக்கு செலுத்துவதைத் தடுக்க அதன் இருப்பிடம் மற்றும் உண்மையான பெயர் போன்ற முக்கிய தகவல்கள் மறைக்கப்படுகின்றன. மேலும், பிரிவுகளில் தரவு ரகசியமாக வைக்கப்படுகிறது, 2019-2023 (குறுகிய கால) மற்றும் 1951-1998 (நடுத்தர கால) தரவுகள் வேண்டுமென்றே மறைக்கப்படுகின்றன. பின்னர் மாதிரிகள் குறுகிய மற்றும் நடுத்தர கால கடற்கரை மாற்றங்களை கணித்து, இறுதியில் ரகசியத் தரவைப் பயன்படுத்தி அவற்றின் துல்லியத்தை சரிபார்க்கின்றன. இந்த வடிவமைப்பு முற்றிலும் அறியப்படாத நிலைமைகளின் கீழ் கடலோர மாதிரிகளின் குறுக்கு-ஒழுங்கு ஒப்பீடுகளை செயல்படுத்துகிறது.

15 நாடுகளைச் சேர்ந்த முப்பத்து நான்கு ஆராய்ச்சிக் குழுக்கள் மாதிரிகளைச் சமர்ப்பித்தன, அவற்றில் 12 தரவு சார்ந்த மாதிரிகள் மற்றும் 22 கலப்பின மாதிரிகள் அடங்கும். இந்தக் குழுக்கள் அமெரிக்கா, ஆஸ்திரேலியா, ஜப்பான், பிரான்ஸ் மற்றும் பிற நாடுகளில் உள்ள நிறுவனங்களிலிருந்து வந்தன. இருப்பினும், சமர்ப்பிக்கப்பட்ட மாதிரிகளில் GENESIS போன்ற வணிக மாதிரிகள் மற்றும் இயற்பியல் சார்ந்த மாதிரிகள் Delft3D மற்றும் MIKE21 இல்லை.

குறுகிய கால, ஐந்து ஆண்டு முன்னறிவிப்புகளுக்கான சிறந்த செயல்திறன் கொண்ட மாதிரிகள் CoSMoS-COAST-CONV_SV (கலப்பின மாதிரி), GAT-LSTM_YM (தரவு சார்ந்த மாதிரி) மற்றும் iTransformer-KC (தரவு சார்ந்த மாதிரி) ஆகியவை என்பதை ஒப்பீடு வெளிப்படுத்தியது. இந்த மாதிரிகள் தோராயமாக 10 மீட்டர் மூல சராசரி சதுர பிழைகளை அடைந்தன, இது செயற்கைக்கோள் ரிமோட் சென்சிங் கடற்கரை தரவுகளில் உள்ளார்ந்த பிழையான 8.9 மீட்டர்களுடன் ஒப்பிடத்தக்கது. சில கடற்கரைகளுக்கு, மாதிரிகளின் முன்கணிப்பு திறன்கள் கண்காணிப்பு தொழில்நுட்பத்தின் வரம்புகளை நெருங்கி வருவதை இது குறிக்கிறது. நிச்சயமாக, மற்ற மாதிரிகள் கடற்கரை மாற்றங்களை சிறப்பாகப் பிடிக்க முடிந்தது.

ஆச்சரியமான கண்டுபிடிப்பு என்னவென்றால், கலப்பின மாதிரி தரவு சார்ந்த மாதிரியுடன் ஒப்பிடத்தக்க வகையில் செயல்பட்டது. CoSMoS-COAST-CONV_SV (கலப்பின மாதிரி) இயற்பியல் செயல்முறைகள் மற்றும் கன்வல்யூஷனல் செயல்பாடுகளை ஒருங்கிணைக்கிறது, அதே நேரத்தில் GAT-LSTM_YM (தரவு சார்ந்த மாதிரி) இடஞ்சார்ந்த தொடர்புகளைப் பிடிக்க ஒரு வரைபட கவனம் வலையமைப்பைப் பயன்படுத்துகிறது. இரண்டு மாதிரிகளும் சிறப்பாக செயல்பட்டன.

நடுத்தர கால முன்னறிவிப்புகளைப் பொறுத்தவரை, LX-Shore தொடர் (கலப்பின மாதிரிகள்) அளவிடப்பட்ட தரவுகளுக்கு மிக நெருக்கமான கணிப்புகளை வழங்குகிறது. கடற்கரை மற்றும் பக்கவாட்டு வண்டல் போக்குவரத்து செயல்முறைகளை இணைப்பதன் மூலம், இந்த மாதிரிகள் நீண்ட கால நிலைத்தன்மையைப் பராமரிக்கின்றன, அதே நேரத்தில் தீவிர புயல் நிகழ்வுகளுக்கு அளவிடப்பட்ட தரவுகளுடன் மிகவும் நிலையான பதில்களைக் காட்டுகின்றன. இந்த மாதிரிகளின் கணிப்புகள், ஒரு கடுமையான புயல் 15-20 மீட்டர் வரை நிலையற்ற கரையோரப் பின்வாங்கலை ஏற்படுத்தக்கூடும், முழு மீட்புக்கு இரண்டு முதல் மூன்று ஆண்டுகள் வரை ஆகலாம் என்பதைக் குறிக்கிறது. CoSMoS-COAST தொடர் சிறந்த நிலைத்தன்மையை வழங்குகிறது, அதே நேரத்தில் மற்ற மாதிரிகள் நீண்ட கால சறுக்கல் மற்றும் அதிகப்படியான எதிர்வினையால் பாதிக்கப்படலாம்.

மாதிரி முடிவுகள் அதைக் குறிக்கின்றனதரவு தரம்மாதிரி செயல்திறனில் ஒரு முக்கிய கட்டுப்படுத்தும் காரணியாகும். செயற்கைக்கோள் ரிமோட் சென்சிங் தரவு பரந்த பகுதியை உள்ளடக்கியிருந்தாலும், அதன் தற்காலிக தெளிவுத்திறன் குறைவாக உள்ளது, பொதுவாக வாராந்திரம் முதல் மாதாந்திரம் வரை, புயலுக்குப் பிந்தைய விரைவான மீட்சியைப் படம்பிடிப்பது கடினம். மேலும், உடனடி நீர் விளிம்பு அலை ஓட்டம் மற்றும் அலைகளால் பாதிக்கப்படுகிறது, இது மாதிரி கணிப்புகளை பாதிக்கக்கூடிய நிலையற்ற பிழைகளுக்கு வழிவகுக்கிறது.

வலுவான இரு பரிமாண வடிகட்டுதல் நுட்பங்களைப் பயன்படுத்துவது போன்ற இடஞ்சார்ந்த தற்காலிக தரவு மென்மையாக்கல் மாதிரி செயல்திறனை கணிசமாக மேம்படுத்த முடியும் என்று ஆய்வில் கண்டறியப்பட்டுள்ளது. பின்னர், குருட்டு அல்லாத சோதனை மாதிரிகள் உகந்த தரவு முன் செயலாக்கம் மூலம் சராசரி பிழையை 15% குறைத்தன.

ரோபஸ்ட் 2டி ஸ்மூத்திங் என்பது கடற்கரை செயற்கைக்கோள் தரவுகளில் சத்தத்தை செயலாக்குவதற்காக பிரத்யேகமாக வடிவமைக்கப்பட்ட ஒரு மேம்பட்ட சமிக்ஞை செயலாக்க முறையாகும். அடிப்படையில், இது எடையுள்ள குறைந்தபட்ச சதுரங்களை அடிப்படையாகக் கொண்ட ஒரு தொடர்ச்சியான வடிகட்டுதல் வழிமுறையாகும், மேலும் செயற்கைக்கோள் படங்களில் நிலையற்ற அலை இரைச்சல் போன்ற வெளிப்புறங்களுக்கு மிகவும் வலுவானது.

மாதிரி கணிப்புகளுக்கு முக்கியமான மற்றொரு காரணி கரைக்கு அருகில் அலை தரவுகளின் துல்லியம் ஆகும். தற்போது, ​​அலை தரவு பல்வேறு பிழைகளால் பாதிக்கப்படுகிறது, இதில் உலகளாவிய அலை மறுபகுப்பாய்வு தரவை கரைக்கு அருகில் மாற்றுவதில் பிழைகள், உடைப்பு மண்டலத்திற்கு பதிலாக 10 மீட்டர் ஐசோபாத்தில் அலை அளவுருக்களைப் பிரித்தெடுப்பதால் ஏற்படும் சார்புகள் மற்றும் தினசரி சராசரி அலை நிலைமைகளைப் பயன்படுத்தி தீவிர நிகழ்வுகளின் தாக்கத்தை குறைத்து மதிப்பிடுதல் ஆகியவை அடங்கும். இந்தப் பிழைகள் அனைத்தும் மாதிரி கணிப்புகளைப் பாதிக்கலாம்.

நீண்ட கால கணிப்புகளுக்கு, பெரும்பாலான மாதிரிகள் கடல் மட்ட உயர்வின் தாக்கத்தை மதிப்பிடுவதற்கு கிளாசிக் பிரவுனிய சட்டத்தை நம்பியுள்ளன. இருப்பினும், இந்த சட்டம் எல்லையற்ற மற்றும் சீரான வண்டல் விநியோகத்தை கருதுகிறது மற்றும் கடற்கரை உணவு போன்ற கடல் வண்டல் போக்குவரத்து அல்லது மனித நடவடிக்கைகளின் விளைவுகளை புறக்கணிக்கிறது. இது குறிப்பிடத்தக்க மாதிரி சார்புகளுக்கு வழிவகுக்கும்.

சமநிலை சுயவிவரக் கோட்பாட்டின் அடிப்படையில், பிரவுனிய விதி கடல் மட்ட உயர்வுக்கும் கடற்கரை பின்வாங்கலுக்கும் இடையே ஒரு நேர்கோட்டு உறவை வழங்குகிறது. இந்தக் கோட்பாடு, கடலோரப் பகுதி ஒரு சமநிலை வடிவத்தைப் பராமரிக்கிறது என்று கூறுகிறது. கடல் மட்டம் உயரும்போது, ​​அதிகரித்து வரும் இடவசதி இடம், புதிய கடல் மட்டத்துடன் ஒப்பிடும்போது அதன் வடிவத்தைப் பராமரிக்க இந்த சமநிலை சுயவிவரத்தை நிலத்தை நோக்கி நகர்த்த கட்டாயப்படுத்துகிறது. இதன் விளைவாக, கடலோரப் பகுதி நிலத்தை நோக்கி மாறும்போது, ​​மேல் கடற்கரை அடுக்கு அரிக்கப்படுகிறது, மேலும் அரிக்கப்பட்ட பொருள் கடலில் படிந்து, அருகிலுள்ள கடற்கரை கடல் தளம் உயர காரணமாகிறது, இதன் மூலம் நிலையான நீர் ஆழம் பராமரிக்கப்படுகிறது என்று கோட்பாடு கூறுகிறது. கடற்கரையின் சரிவைப் பொறுத்து, கடலோரப் பகுதி பின்வாங்கல் கடல் மட்ட உயர்வை விட 10 முதல் 50 மடங்கு அதிகமாக இருக்கலாம் என்று பிரவுனின் சட்டம் கணித்துள்ளது.

குறிப்பிட்ட தேவைகளின் அடிப்படையில் பொருத்தமான கருவிகளைத் தேர்ந்தெடுப்பதற்கான அடிப்படையை இந்த ஆய்வு வழங்குகிறது. மேலும், தரவு முன் செயலாக்கம் மிக முக்கியமானது; சரியான தரவு செயலாக்கம் சில நேரங்களில் மாதிரியை விட அதிக தாக்கத்தை ஏற்படுத்தும். ஷோர்ஷாப் 2.0 உடன் பெறப்பட்ட அனுபவத்தின் அடிப்படையில், கணிப்பு துல்லியத்தை மேம்படுத்த செயற்கைக்கோள் மற்றும் அலை தரவுகளில் மேம்பாடுகள் செய்யப்படலாம். மேலும், நீண்ட கால முன்னறிவிப்புகளில் செயற்கையாக தொந்தரவு செய்யப்பட்ட கடற்கரைகளின் கட்டுப்பாடற்ற விளைவுகளும் கணிப்பு முடிவுகளை கணிசமாக பாதிக்கலாம். மேலும், GENESIS, Delft3D மற்றும் MIKE21 போன்ற வணிக மாதிரிகளின் பங்கேற்பு இல்லாதது ஒரு குறிப்பிடத்தக்க பிரச்சினையாகும்.

​நீல எல்லைப்புறத்தின் பாதுகாவலர்கள்: நமது பெருங்கடல்கள் மற்றும் காலநிலையைப் பாதுகாப்பதற்கான பிராங்க்ஸ்டாரின் 11 ஆண்டுகால நோக்கம்​

ஒரு தசாப்தத்திற்கும் மேலாக, ஃபிராங்க்ஸ்டார் கடல்சார் சுற்றுச்சூழல் மேலாண்மையில் முன்னணியில் உள்ளது, அதிநவீன தொழில்நுட்பம் மற்றும் அறிவியல் கடுமையைப் பயன்படுத்தி இணையற்ற கடல் மற்றும் நீர்நிலை தரவுகளை வழங்குகிறது. எங்கள் நோக்கம் வெறும் தரவு சேகரிப்பை விட அதிகமாக உள்ளது - நாங்கள் ஒரு நிலையான எதிர்காலத்தின் கட்டமைப்பாளர்கள், நமது கிரகத்தின் ஆரோக்கியத்திற்காக தகவலறிந்த முடிவுகளை எடுக்க உலகெங்கிலும் உள்ள நிறுவனங்கள், பல்கலைக்கழகங்கள் மற்றும் அரசாங்கங்களுக்கு அதிகாரம் அளிக்கிறோம்.