Бо тағйирёбии иқлим, ки боиси баланд шудани сатҳи баҳр ва шиддат гирифтани тӯфонҳо мегардад, хатҳои соҳилии ҷаҳонӣ бо хатарҳои бесобиқаи эрозия рӯбарӯ мешаванд. Аммо, пешгӯии дақиқи тағйирёбии хатҳои соҳилӣ, бахусус тамоюлҳои дарозмуддат, душвор аст. Ба наздикӣ, як таҳқиқоти байналмилалии муштараки ShoreShop2.0 самаранокии 34 модели пешгӯии хатҳои соҳилиро тавассути санҷиши нобино арзёбӣ кард ва вазъи кунунии санъатро дар моделсозии хатҳои соҳилӣ ошкор кард.

Хатти соҳилӣ марзи динамикӣ аст, ки дар он замин бо баҳр вомехӯрад ва пайваста аз сабаби мавҷҳо, мадд, тӯфонҳо ва баланд шудани сатҳи баҳр тағйир меёбад. Тақрибан 24% хатҳои соҳилии регӣ дар саросари ҷаҳон бо суръати беш аз 0,5 метр дар як сол ақибнишинӣ мекунанд ва дар баъзе минтақаҳо, ба монанди соҳили халиҷи ИМА, суръати солонаи эрозия ҳатто аз 20 метр зиёдтар аст.

Пешгӯии тағйирёбии хатти соҳилӣ худ аз худ душвор ва мураккаб аст, ки ба назар гирифтани таъсири мутақобилаи омилҳои гуногун, аз ҷумла энергияи мавҷҳо, интиқоли таҳшинҳо ва баландшавии сатҳи баҳрро талаб мекунад. Пешгӯиҳои дақиқ дар тӯли муддати тӯлонӣ боз ҳам душвортаранд.

Моделҳои пешгӯии хатти соҳилии муосирро метавон ба се категория тақсим кард: яке бар асоси симулятсияи физикӣ, ба монанди Delft3D ва MIKE21, ки бар асоси механикаи моеъ ва муодилаҳои интиқоли таҳшинҳо асос ёфтаанд; яке модели гибридӣ аст, ки принсипҳои физикиро бо усулҳои додаҳо, ба монанди CoSMoS-COAST ва LX-Shore, муттаҳид мекунад; ва дигаре модели додаҳо мебошад, ки пурра ба усулҳои оморӣ ё омӯзиши мошинӣ, ба монанди шабакаҳои LSTM ва меъмории Трансформер, такя мекунад.

Сарфи назар аз гуногунии васеи моделҳо, набудани меъёрҳои ягонаи арзёбӣ муқоисаи самаранокиро душвор гардонидааст. Кадом модел пешгӯиҳои дақиқтаринро пешниҳод мекунад? Озмуни санҷиши нобиноёни ShoreShop2.0 имконияти беҳтаринро барои муқоисаҳои байнисоҳавӣ фароҳам меорад.

Мусобиқаи байналмилалии санҷиши нобиноёни ShoreShop2.0 як шакли хеле сахти ҳамкории илмӣ мебошад. Ба дастаҳои иштирокчӣ танҳо дар бораи макони санҷиш, ки номи рамзии халиҷ ё соҳил аст, хабар дода мешавад. Маълумоти калидӣ, ба монанди макони он ва номи воқеии он, пинҳон карда мешаванд, то аз таъсир расонидан ба калибрченкунии модел огоҳ нашаванд. Ғайр аз ин, маълумот дар қисматҳо махфӣ нигоҳ дошта мешавад ва маълумот аз солҳои 2019-2023 (кӯтоҳмуддат) ва 1951-1998 (миёнмуддат) қасдан пинҳон карда мешавад. Сипас моделҳо тағйироти кӯтоҳмуддат ва миёнамуддати соҳилро пешгӯӣ мекунанд ва дар ниҳоят дақиқии онҳоро бо истифода аз маълумоти махфӣ тасдиқ мекунанд. Ин тарҳ имкон медиҳад, ки моделҳои соҳилӣ дар шароити комилан номаълум муқоиса карда шаванд.

Сиву чор гурӯҳи тадқиқотӣ аз 15 кишвар моделҳоро пешниҳод карданд, ки 12 модели додаҳо ва 22 модели гибридиро дар бар мегирифтанд. Ин дастаҳо аз муассисаҳои Иёлоти Муттаҳида, Австралия, Ҷопон, Фаронса ва дигар кишварҳо буданд. Аммо, дар моделҳои пешниҳодшуда моделҳои тиҷоратӣ ба монанди GENESIS ва моделҳои асосёфтаи физика Delft3D ва MIKE21 мавҷуд набуданд.

Муқоиса нишон дод, ки моделҳои беҳтарин барои пешгӯиҳои кӯтоҳмуддати панҷсола CoSMoS-COAST-CONV_SV (модели гибридӣ), GAT-LSTM_YM (модели маълумотӣ) ва iTransformer-KC (модели маълумотӣ) буданд. Ин моделҳо хатогиҳои миёнаи квадратии тақрибан 10 метрро ба даст оварданд, ки бо хатогии дохилии 8,9 метр дар маълумоти соҳили дурдасти зондкунии моҳвораӣ қобили муқоиса аст. Ин нишон медиҳад, ки барои баъзе соҳилҳо қобилиятҳои пешгӯии моделҳо ба ҳадди технологияи мушоҳидавӣ наздик мешаванд. Албатта, моделҳои дигар тавонистанд тағйироти соҳилиро беҳтар сабт кунанд.

Як хулосаи ҳайратангез ин буд, ки модели гибридӣ бо модели маълумотӣ қобили муқоиса буд. CoSMoS-COAST-CONV_SV (модели гибридӣ) равандҳои физикӣ ва амалиётҳои печидаро муттаҳид мекунад, дар ҳоле ки GAT-LSTM_YM (модели маълумотӣ) аз шабакаи таваҷҷӯҳи графикӣ барои сабти коррелятсияҳои фазоӣ истифода мебарад. Ҳарду модел хуб кор карданд.

Аз нигоҳи пешгӯиҳои миёнамӯҳлат, силсилаи LX-Shore (моделҳои гибридӣ) пешгӯиҳои наздиктаринро ба маълумоти ченшуда пешниҳод мекунад. Бо пайваст кардани равандҳои интиқоли таҳшинҳои соҳилӣ ва паҳлӯӣ, ин моделҳо устувории дарозмуддатро нигоҳ медоранд ва дар айни замон вокунишҳои мувофиқтаринро ба ҳодисаҳои тӯфони шадид бо маълумоти ченшуда нишон медиҳанд. Пешгӯиҳо аз ин моделҳо нишон медиҳанд, ки як тӯфони шадид метавонад боиси ақибнишинии муваққатии соҳилӣ то 15-20 метр гардад ва барқароршавии пурра эҳтимолан аз ду то се солро дар бар мегирад. Силсилаи CoSMoS-COAST устувории аълоро пешниҳод мекунад, дар ҳоле ки моделҳои дигар метавонанд аз лағжиши дарозмуддат ва вокуниши аз ҳад зиёд азият кашанд.

Натиҷаҳои модел нишон медиҳанд, кисифати маълумотомили асосии маҳдудкунанда дар иҷрои модел мебошад. Дар ҳоле ки маълумоти зондкунии дурдасти моҳвораӣ масоҳати васеъро фаро мегирад, қарори муваққатии он паст аст, одатан аз ҳафта то моҳ, ки сабти босуръати барқароршавии пас аз тӯфонро душвор мегардонад. Ғайр аз ин, лаби об дар ҳолати фаврӣ аз ҷараёни мавҷҳо ва мадд таъсир мегирад, ки боиси хатогиҳои муваққатӣ мегардад, ки метавонанд ба пешгӯиҳои модел таъсир расонанд.

Таҳқиқот нишон дод, ки ҳамворкунии маълумоти фазоӣ-замонӣ, ба монанди истифодаи усулҳои филтркунии дученака, метавонад кори моделро ба таври назаррас беҳтар созад. Баъдтар, моделҳои санҷишии ғайрикӯрона тавассути коркарди пешакии оптимизатсияшудаи маълумот хатогии миёнаро 15% кам карданд.

Ҳамворкунии устувори 2D як усули пешрафтаи коркарди сигнал аст, ки махсус барои коркарди садо дар маълумоти моҳвораии соҳилӣ тарҳрезӣ шудааст. Асосан, он як алгоритми филтркунии такрорӣ мебошад, ки бар асоси хурдтарин квадратҳои вазндор асос ёфтааст ва ба омилҳои беруна, ба монанди садои мавҷи муваққатӣ дар тасвирҳои моҳвораӣ, хеле устувор аст.

Омили дигаре, ки барои пешгӯиҳои модел муҳим аст, дақиқии маълумоти мавҷҳои наздики соҳилӣ мебошад. Дар айни замон, маълумоти мавҷҳо аз хатогиҳои гуногун, аз ҷумла хатогиҳо дар табдили маълумоти таҳлили мавҷҳои ҷаҳонӣ дар наздики соҳилӣ, таассубҳо, ки дар натиҷаи истихроҷи параметрҳои мавҷ дар изобатаи 10-метра ба ҷои минтақаи шикастан ба вуҷуд меоянд ва нодида гирифтани таъсири ҳодисаҳои шадид бо истифода аз шароити миёнаи ҳаррӯзаи мавҷҳо азият мекашанд. Ҳамаи ин хатогиҳо метавонанд ба пешгӯиҳои модел таъсир расонанд.

Барои пешгӯиҳои дарозмуддат, аксари моделҳо барои арзёбии таъсири болоравии сатҳи баҳр ба қонуни классикии Броун такя мекунанд. Аммо, ин қонун таъминоти беохир ва мутавозини таҳшинро фарз мекунад ва таъсири интиқоли таҳшинҳо дар соҳил ё фаъолияти инсон, ба монанди ғизо дар соҳилро, нодида мегирад. Ин метавонад ба таассубҳои назарраси модел оварда расонад.

Бар асоси назарияи профили мувозинат, қонуни Броун робитаи хаттиро байни баланд шудани сатҳи баҳр ва ақибнишинӣ дар соҳил нишон медиҳад. Ин назария фарз мекунад, ки профили соҳилӣ шакли мувозинатро нигоҳ медорад. Ҳангоми баланд шудани сатҳи баҳр, фазои афзояндаи ҷойгиршавӣ ин профили мувозинатро маҷбур мекунад, ки ба самти хушкӣ ҳаракат кунад, то шакли худро нисбат ба сатҳи нави баҳр нигоҳ дорад. Дар натиҷа, назария фарз мекунад, ки ҳангоми ҳаракат кардани профили соҳилӣ ба самти хушкӣ, қабати болоии соҳил вайрон мешавад ва маводи эрозияшуда дар соҳил ҷойгир мешавад, ки боиси баланд шудани қаъри баҳри наздики соҳил мегардад ва бо ин васила чуқурии доимии обро нигоҳ медорад. Қонуни Броун пешгӯӣ мекунад, ки ақибнишинӣ дар соҳилӣ вобаста ба нишебии соҳил метавонад аз 10 то 50 маротиба аз баланд шудани сатҳи баҳр зиёдтар бошад.

Ин таҳқиқот заминаро барои интихоби абзорҳои мувофиқ дар асоси ниёзҳои мушаххас фароҳам меорад. Ғайр аз ин, коркарди пешакии маълумот муҳим аст; коркарди дурусти маълумот баъзан метавонад нисбат ба худи модел таъсири бештар дошта бошад. Бо такя ба таҷрибаи бадастомада бо ShoreShop 2.0, барои баланд бардоштани дақиқии пешгӯиҳо, метавон ба маълумоти моҳвораӣ ва мавҷӣ такмил дод. Ғайр аз ин, таъсири беназоратии соҳилҳои сунъӣ дар пешгӯиҳои дарозмуддат низ метавонад ба натиҷаҳои пешгӯиҳо таъсири назаррас расонад. Ғайр аз ин, набудани иштироки моделҳои тиҷоратӣ ба монанди GENESIS, Delft3D ва MIKE21 як масъалаи муҳим аст.

​Нигаҳбонони марзи кабуд: Миссияи 11-солаи Франкстар барои ҳифзи уқёнусҳо ва иқлими мо

Зиёда аз як даҳсола аст, ки Frankstar дар сафи пеши ҳифзи муҳити зисти баҳрӣ қарор дорад ва аз технологияҳои муосир ва дақиқии илмӣ барои пешниҳоди маълумоти беназири уқёнусӣ ва гидрологӣ истифода мебарад. Вазифаи мо аз ҷамъоварии маълумоти оддӣ фаротар меравад - мо меъморони ояндаи устувор ҳастем ва ба муассисаҳо, донишгоҳҳо ва ҳукуматҳо дар саросари ҷаҳон имкон медиҳем, ки барои саломатии сайёраи мо қарорҳои огоҳона қабул кунанд.