Howanyň üýtgemegi, deňiz derejesiniň ýokarlanmagyna we güýçli tupanlara sebäp bolup, global kenar ýakalary görlüp-eşidilmedik eroziýa howpy bilen ýüzbe-ýüz bolýar. Şeýle-de bolsa, kenarýaka üýtgemelerini takyk çaklamak kyn, esasanam uzak möhletli tendensiýa. Recentlyakynda, ShoreShop2.0 halkara bilelikdäki gözleg, kenarýaka modellerinde sungatyň häzirki ýagdaýyny aç-açan synag arkaly kenarýaka çaklamalarynyň 34 modeliniň işine baha berdi.
Kenar ýakasy, tolkunlar, tolkunlar, tupanlar we deňiz derejesiniň ýokarlanmagy sebäpli gury ýer deňze gabat gelýän dinamiki araçäkdir. Dünýädäki çägeli kenar ýakalarynyň takmynan 24% -i ýylda 0,5 metrden ýokary tizlik bilen yza çekilýär we ABŞ aýlag kenary ýaly käbir sebitlerde ýyllyk eroziýa derejesi 20 metrden hem ýokarydyr.
Kenar ýakasynyň üýtgemegini çaklamak, gaty kyn we çylşyrymly, tolkun energiýasy, çökündi transporty we deňiz derejesiniň ýokarlanmagy ýaly köp faktorlaryň özara baglanyşygyny göz öňünde tutýar. Uzak wagtyň dowamynda takyk çaklamalar hasam kyn.
Häzirki zaman kenarýaka çaklaýyş modellerini üç topara bölmek bolar: biri suwuk mehanika we çökündi transport deňlemelerine esaslanýan Delft3D we MIKE21 ýaly fiziki simulýasiýa esaslanýar; biri fiziki prinsipleri CoSMoS-COAST we LX-Shore ýaly maglumatlar bilen dolandyrylýan usullar bilen birleşdirýän gibrid modeldir; beýlekisi, LSTM torlary we Transformer arhitekturasy ýaly statistiki ýa-da maşyn öwreniş usullaryna doly esaslanýan maglumatlar bilen dolandyrylýan model.
Modelleriň köpdürliligine garamazdan, bitewi baha beriş kriteriýalarynyň ýoklugy öndürijilik deňeşdirmelerini kynlaşdyrdy. Haýsy model iň takyk çaklamalary hödürleýär? “ShoreShop2.0” kör synag bäsleşigi dersara deňeşdirmeler üçin ajaýyp mümkinçilik döredýär.
ShoreShop2.0 halkara kör synag bäsleşigi, ylmy hyzmatdaşlygyň gaty berk görnüşidir. Gatnaşýan toparlara diňe aýlag ýa-da kenar üçin kod ady bolan synag meýdançasy barada habar berilýär. Locationerleşýän ýeri we hakyky ady ýaly möhüm maglumatlar, öňki bilimleriň model kalibrlemesine täsir etmezligi üçin gizlenýär. Mundan başga-da, 2019-2023-nji ýyllar (gysga möhletli) we 1951-1998-nji ýyllar (orta möhletli) maglumatlary bilkastlaýyn saklaýan maglumatlar bölümlerde gizlin saklanýar. Soňra modeller gysga we orta möhletli kenarýaka üýtgemelerini çaklaýarlar, netijede gizlin maglumatlary ulanyp olaryň takyklygyny barlaýarlar. Bu dizaýn, düýbünden näbelli şertlerde kenarýaka modellerini biri-biri bilen deňeşdirmäge mümkinçilik berýär.
15 ýurtdan otuz dört gözleg topary, maglumatlara esaslanýan 12 modeli we 22 gibrid modeli öz içine alýan modelleri hödürledi. Bu toparlar ABŞ, Awstraliýa, Japanaponiýa, Fransiýa we beýleki ýurtlaryň edaralaryndan geldi. Şeýle-de bolsa, tabşyrylan modellerde GENESIS we fizika esasly Delft3D we MIKE21 ýaly täjirçilik modelleri ýokdy.
Deňeşdirme gysga möhletli, bäş ýyllyk çaklamalar üçin iň ýokary öndürijilikli modelleriň CoSMoS-COAST-CONV_SV (gibrid model), GAT-LSTM_YM (maglumatlara esaslanýan model) we iTransformer-KC (maglumatlara esaslanýan model) bolandygyny ýüze çykardy. Bu modeller, emeli hemranyň uzakdan duýgur kenarýaka maglumatlarynda 8,9 metrlik ýalňyşlyk bilen deňeşdirilende takmynan 10 metr inedördül ýalňyşlyklara ýetdi. Bu, käbir plýaacheslar üçin modelleriň çaklaýyş mümkinçilikleriniň synlaýyş tehnologiýasynyň çägine ýakynlaşýandygyny görkezýär. Elbetde, beýleki modeller kenarýaka üýtgeşmelerini has gowy ele almagy başardylar.
Geň galdyryjy tapyndy, gibrid modeliň maglumatlara esaslanýan model bilen deňeşdirip boljakdygy. CoSMoS-COAST-CONV_SV (gibrid model) fiziki prosesleri we konwolýusiýa amallaryny birleşdirýär, GAT-LSTM_YM (maglumatlar bilen dolandyrylýan model) giňişlik korrelýasiýalaryny ele almak üçin grafiki üns ulgamyny ulanýar. Iki model hem gowy ýerine ýetirdi.
Orta möhletli çaklamalar nukdaýnazaryndan LX-Shore seriýasy (gibrid modeller) ölçenen maglumatlara iň ýakyn çaklamalary üpjün edýär. Deňiz kenaryndaky we gapdal çökündi transport proseslerini birleşdirip, bu modeller uzak möhletli durnuklylygy saklaýar, şol bir wagtyň özünde aşa tupan hadysalaryna ölçenen maglumatlar bilen iň yzygiderli jogaplary görkezýär. Bu modellerden alnan çaklamalar, ýekeje güýçli tupanyň kenar ýakasynyň 15-20 metre çenli yza çekilmegine sebäp bolup biljekdigini we doly dikeldişiň iki-üç ýyl dowam edip biljekdigini görkezýär. CoSMoS-COAST seriýasy ajaýyp durnuklylygy hödürleýär, beýleki modeller uzak möhletli süýşmekden we aşa seslenmekden ejir çekip bilerler.
Model netijeleri muny görkezýärmaglumatlaryň hilimodel öndürijiliginde esasy çäklendiriji faktor bolup durýar. Sputnik uzakdan duýgur maglumatlar giň meýdany öz içine alýan bolsa-da, onuň wagtlaýyn çözgüdi pes, adatça hepdede-aýda, tupandan soň çalt dikelmegi kynlaşdyrýar. Mundan başga-da, dessine suwuň gyrasy tolkun akymynyň we tolkunlaryň täsirine sezewar bolup, model çaklamalaryna täsir edip biljek wagtlaýyn ýalňyşlyklara sebäp bolýar.
Gözleg, iki ölçegli süzgüçli ygtybarly usullary ulanmak ýaly spatiotemporal maglumatlary ýumşatmagyň modeliň işini ep-esli gowulaşdyryp biljekdigini ýüze çykardy. Soňra, kör däl synag modelleri optimal maglumatlary gaýtadan işlemek arkaly ortaça ýalňyşlygy 15% azaltdy.
Ygtybarly 2D Smoothing, kenarýaka hemra maglumatlarynda sesleri gaýtadan işlemek üçin ýörite döredilen ösen signal işleýiş usulydyr. Aslynda, iň az agramly kwadratlara esaslanýan iteratiw süzgüç algoritmi bolup, hemra suratlarynda wagtlaýyn tolkun sesi ýaly çykyşlar üçin gaty ygtybarly.
Model çaklamalary üçin möhüm bir faktor, ýakyn ýerdäki tolkun maglumatlarynyň takyklygydyr. Häzirki wagtda tolkun maglumatlary dürli ýalňyşlardan ejir çekýär, şol sanda global tolkun reanaliz maglumatlarynyň kenarýaka öwrülmegindäki ýalňyşlyklar, döwülýän zona däl-de, 10 metrlik izobatda tolkun parametrleriniň çykarylmagy we gündelik tolkun şertlerini ulanmak bilen aşa hadysalaryň täsirine kembaha garamak. Bu ýalňyşlyklaryň hemmesi model çaklamalaryna täsir edip biler.
Uzak möhletleýin çaklamalar üçin modelleriň köpüsi deňiz derejesiniň ýokarlanmagynyň täsirine baha bermek üçin nusgawy Brownian kanunyna bil baglaýarlar. Şeýle-de bolsa, bu kanun çäksiz we deňagramly çökündi üpjünçiligini göz öňünde tutýar we deňizdäki çökündiler transportynyň ýa-da plýa beachyň iýmitlenmegi ýaly adam işleriniň täsirine ähmiýet bermeýär. Bu möhüm model taraplara sebäp bolup biler.
Deňagramlylyk profil teoriýasyna esaslanyp, Brauniniň kanuny deňiz derejesiniň ýokarlanmagy bilen kenarýaka yza çekilişiniň arasynda çyzykly gatnaşygy üpjün edýär. Bu teoriýa, kenarýaka profiliniň deňagramlylyk görnüşini saklaýandygyny görkezýär. Deňiz derejesiniň ýokarlanmagy bilen, barha artýan ýaşaýyş giňişligi bu deňagramlylyk profilini täze deňiz derejesine görä görnüşini saklamak üçin gury ýere süýşmäge mejbur edýär. Netijede, teoriýa, kenarýaka profiliniň gury ýere süýşmegi bilen, ýokarky kenar gatlagynyň eremegi we eredilen material deňizde goýulmagy, deňiz kenarynyň ýokarlanmagyna we şeýlelik bilen hemişelik suw çuňlugyny saklamagyna esaslanýar. Brauniň kanuny, kenarýaka yza çekilişiniň, deňziň eňňidine baglylykda deňiz derejesiniň ýokarlanmagyndan 10-50 esse köp bolup biljekdigini çaklaýar.
Bu gözleg, aýratyn zerurlyklara esaslanýan degişli gurallary saýlamak üçin esas berýär. Mundan başga-da, maglumatlary öňünden işlemek gaty möhümdir; dogry maglumatlary gaýtadan işlemek käwagt modeliň özünden has uly täsir edip biler. ShoreShop 2.0 bilen toplanan tejribä esaslanyp, çaklama takyklygyny ýokarlandyrmak üçin hemra we tolkun maglumatlary gowulaşdyrylyp bilner. Mundan başga-da, uzak möhletleýin çaklamalarda emeli bozulan plýaacheslaryň gözegçiliksiz täsirleri hem çaklama netijelerine ep-esli derejede täsir edip biler. Mundan başga-da, GENESIS, Delft3D we MIKE21 ýaly täjirçilik modelleriniň gatnaşmazlygy möhüm mesele.
?Mawy serhetiň goragçylary: Frankstaryň ummanlarymyzy we howamyzy goramak boýunça 11 ýyllyk missiýasy
On ýyldan gowrak wagt bäri, Frankstar deňsiz-taýsyz ummany we gidrologiki maglumatlary bermek üçin iň täze tehnologiýalary we ylmy berkligi ulanyp, deňiz daşky gurşawyna gözegçilik etmekde öňdäki hatarda durýar. Biziň wezipämiz diňe maglumat ýygnamakdan has ýokary - dünýädäki durnukly geljegiň binagärleri, dünýädäki edaralara, uniwersitetlere we hökümetlere planetamyzyň saglygy üçin habarly karar bermäge mümkinçilik berýäris.
Iş wagty: Awgust-11-2025