Dengiz sathining ko'tarilishiga va kuchli bo'ronlarga olib keladigan iqlim o'zgarishi bilan global qirg'oqlar misli ko'rilmagan eroziya xavfiga duch kelmoqda. Biroq, qirg'oq chizig'ining o'zgarishini aniq bashorat qilish qiyin, ayniqsa uzoq muddatli tendentsiyalar. Yaqinda ShoreShop2.0 xalqaro hamkorlik tadqiqoti 34 ta qirg'oq chizig'ini bashorat qilish modellarining ishlashini ko'r-ko'rona sinovdan o'tkazish orqali baholadi va qirg'oq chizig'ini modellashtirishning hozirgi holatini ochib berdi.
Sohil chizig'i - bu to'lqinlar, to'lqinlar, bo'ronlar va dengiz sathining ko'tarilishi tufayli doimiy ravishda o'zgarib turadigan quruqlikning dengiz bilan uchrashadigan dinamik chegarasi. Dunyo bo'ylab qumli qirg'oqlarning taxminan 24% yiliga 0,5 metrdan oshib ketadi va ba'zi hududlarda, masalan, AQSh ko'rfazi qirg'og'ida, yillik eroziya darajasi 20 metrdan oshadi.
Sohil chizig'ining o'zgarishini bashorat qilish juda qiyin va murakkab bo'lib, to'lqin energiyasi, cho'kindilarni tashish va dengiz sathining ko'tarilishi kabi ko'plab omillarning o'zaro ta'sirini hisobga olishni talab qiladi. Uzoq vaqt davomida aniq bashorat qilish yanada qiyinroq.
Zamonaviy qirg'oq chizig'ini bashorat qilish modellarini uchta toifaga bo'lish mumkin: biri suyuqlik mexanikasi va cho'kindilarni tashish tenglamalariga asoslangan Delft3D va MIKE21 kabi jismoniy simulyatsiyaga asoslangan; biri jismoniy tamoyillarni CoSMoS-COAST va LX-Shore kabi ma'lumotlarga asoslangan usullar bilan birlashtirgan gibrid model; ikkinchisi esa LSTM tarmoqlari va Transformator arxitekturalari kabi toʻliq statistik yoki mashinani oʻrganish usullariga tayanadigan maʼlumotlarga asoslangan modeldir.
Modellarning xilma-xilligiga qaramay, yagona baholash mezonlarining yo'qligi samaradorlikni taqqoslashni qiyinlashtirdi. Qaysi model eng aniq bashoratlarni taklif qiladi? ShoreShop2.0 ko'r-ko'rona test tanlovi fanlararo taqqoslash uchun mukammal imkoniyat yaratadi.
ShoreShop2.0 xalqaro ko‘r-ko‘rona test tanlovi ilmiy hamkorlikning o‘ta qattiq shaklidir. Ishtirokchi jamoalar faqat ko'rfaz yoki plyaj uchun kod nomi bo'lgan test maydoni haqida ma'lumotga ega. Oldindan olingan ma'lumotlar modelni kalibrlashga ta'sir qilmasligi uchun uning joylashuvi va haqiqiy nomi kabi asosiy ma'lumotlar yashiringan. Bundan tashqari, ma'lumotlar bo'limlarda maxfiy saqlanadi, 2019-2023 (qisqa muddatli) va 1951-1998 (o'rta muddatli) ma'lumotlari qasddan yashiriladi. Keyin modellar qirg'oq chizig'ining qisqa va o'rta muddatli o'zgarishlarini bashorat qiladi, natijada maxfiy ma'lumotlardan foydalangan holda ularning to'g'riligini tekshiradi. Ushbu dizayn butunlay noma'lum sharoitlarda qirg'oq modellarini intizomiy ravishda taqqoslash imkonini beradi.
15 mamlakatdan 34 tadqiqot guruhi 12 ta ma'lumotlarga asoslangan modellar va 22 gibrid modellarni o'z ichiga olgan modellarni taqdim etdi. Bu jamoalar AQSh, Avstraliya, Yaponiya, Fransiya va boshqa mamlakatlardagi muassasalardan kelgan. Biroq, taqdim etilgan modellarda GENESIS va fizikaga asoslangan Delft3D va MIKE21 kabi tijorat modellari yo'q edi.
Taqqoslash shuni ko'rsatdiki, qisqa muddatli, besh yillik prognozlar uchun eng samarali modellar CoSMoS-COAST-CONV_SV (gibrid model), GAT-LSTM_YM (ma'lumotlarga asoslangan model) va iTransformer-KC (ma'lumotlarga asoslangan model). Ushbu modellar sun'iy yo'ldoshni masofadan zondlash qirg'oq chizig'i ma'lumotlaridagi 8,9 metrlik o'ziga xos xato bilan taqqoslanadigan taxminan 10 metrlik o'rtacha kvadrat xatolarga erishdi. Bu ba'zi plyajlar uchun modellarning bashorat qilish imkoniyatlari kuzatuv texnologiyasi chegarasiga yaqinlashayotganidan dalolat beradi. Albatta, boshqa modellar qirg'oq chizig'idagi o'zgarishlarni yaxshiroq tasvirlay olishdi.
Ajablanarlisi shundaki, gibrid model ma'lumotlarga asoslangan model bilan taqqoslangan. CoSMoS-COAST-CONV_SV (gibrid model) jismoniy jarayonlar va konvolyutsion operatsiyalarni birlashtiradi, GAT-LSTM_YM (ma'lumotlarga asoslangan model) esa fazoviy korrelyatsiyalarni olish uchun grafik diqqat tarmog'idan foydalanadi. Ikkala model ham yaxshi ishladi.
O'rta muddatli prognozlar nuqtai nazaridan, LX-Shore seriyasi (gibrid modellar) o'lchangan ma'lumotlarga eng yaqin bashoratlarni beradi. Cho'kindilarni qirg'oq bo'ylab va lateral tashish jarayonlarini birlashtirgan holda, ushbu modellar o'lchangan ma'lumotlar bilan ekstremal bo'ron hodisalariga eng izchil javoblarni ko'rsatib, uzoq muddatli barqarorlikni saqlaydi. Ushbu modellarning bashoratlari shuni ko'rsatadiki, bitta kuchli bo'ron 15-20 metrgacha qirg'oqning vaqtincha chekinishiga olib kelishi mumkin, to'liq tiklanish potentsial ikki-uch yil davom etadi. CoSMoS-COAST seriyasi mukammal barqarorlikni ta'minlaydi, boshqa modellar esa uzoq muddatli drift va ortiqcha javoblardan aziyat chekishi mumkin.
Model natijalari shuni ko'rsatadima'lumotlar sifatimodel ishlashida asosiy cheklovchi omil hisoblanadi. Sun'iy yo'ldosh masofadan zondlash ma'lumotlari keng maydonni qamrab olgan bo'lsa-da, uning vaqtinchalik o'lchamlari past, odatda haftalik va oylik bo'lib, bo'rondan keyin tez tiklanishni qo'lga kiritishni qiyinlashtiradi. Bundan tashqari, suvning bir lahzali chetiga to'lqinlarning ko'tarilishi va suv toshqini ta'sir qiladi, bu esa model bashoratiga ta'sir qilishi mumkin bo'lgan vaqtinchalik xatolarga olib keladi.
Tadqiqot shuni ko'rsatdiki, ikki o'lchovli filtrlash usullaridan foydalanish kabi fazoviy vaqt ma'lumotlarini tekislash model ish faoliyatini sezilarli darajada yaxshilashi mumkin. Keyinchalik, ko'r bo'lmagan test modellari optimallashtirilgan ma'lumotlarni qayta ishlash orqali o'rtacha xatolikni 15% ga kamaytirdi.
Robust 2D Smoothing - bu qirg'oq chizig'idagi sun'iy yo'ldosh ma'lumotlaridagi shovqinni qayta ishlash uchun maxsus ishlab chiqilgan signalni qayta ishlashning ilg'or usuli. Aslini olganda, bu eng kichik kvadratlarga asoslangan iterativ filtrlash algoritmi bo'lib, sun'iy yo'ldosh tasvirlarida vaqtinchalik to'lqin shovqini kabi chekka ko'rsatkichlarga juda chidamli.
Modelni bashorat qilish uchun muhim bo'lgan yana bir omil - qirg'oqqa yaqin to'lqinlar ma'lumotlarining aniqligi. Hozirgi vaqtda to'lqin ma'lumotlari turli xil xatolardan aziyat chekmoqda, shu jumladan global to'lqinlarni qayta tahlil qilish ma'lumotlarini qirg'oqqa yaqin konvertatsiya qilishdagi xatolar, sinish zonasi emas, balki 10 metrlik izobatda to'lqin parametrlarini olish natijasida yuzaga kelgan noto'g'riliklar va kunlik o'rtacha to'lqin sharoitlaridan foydalangan holda ekstremal hodisalar ta'sirini etarlicha baholamaslik. Bu xatolarning barchasi model bashoratiga ta'sir qilishi mumkin.
Uzoq muddatli bashorat qilish uchun ko'pchilik modellar dengiz sathining ko'tarilishi ta'sirini baholash uchun klassik Broun qonuniga tayanadi. Biroq, bu qonun cheksiz va muvozanatli cho'kindi ta'minotini nazarda tutadi va dengizdagi cho'kindi tashish yoki inson faoliyati, masalan, plyajda oziqlanish ta'sirini e'tiborsiz qoldiradi. Bu modelning sezilarli noaniqliklariga olib kelishi mumkin.
Muvozanat profili nazariyasiga asoslanib, Brownian qonuni dengiz sathining ko'tarilishi va qirg'oq chizig'ining chekinishi o'rtasidagi chiziqli munosabatni ta'minlaydi. Ushbu nazariya qirg'oq profilining muvozanat shaklini saqlab turishini ta'kidlaydi. Dengiz sathi ko'tarilgach, turar joy maydonining ortishi bu muvozanat profilini yangi dengiz sathiga nisbatan shaklini saqlab qolish uchun quruqlikka siljishga majbur qiladi. Binobarin, nazariya shuni ko'rsatadiki, qirg'oq profilining quruqlikka siljishi natijasida yuqori plyaj qatlami eroziyalanadi va eroziyalangan material dengizda cho'kadi, bu esa qirg'oq yaqinidagi dengiz tubining ko'tarilishiga olib keladi va shu bilan doimiy suv chuqurligini saqlaydi. Braun qonuniga ko'ra, qirg'oqning chekinishi plyajning qiyalik darajasiga qarab dengiz sathining ko'tarilishidan 10 dan 50 baravar ko'p bo'lishi mumkin.
Ushbu tadqiqot muayyan ehtiyojlar asosida tegishli vositalarni tanlash uchun asos bo'lib xizmat qiladi. Bundan tashqari, ma'lumotlarni oldindan qayta ishlash juda muhimdir; ma'lumotlarni to'g'ri qayta ishlash ba'zan modelning o'zidan ko'ra ko'proq ta'sir ko'rsatishi mumkin. ShoreShop 2.0 bilan to'plangan tajribaga asoslanib, bashorat aniqligini oshirish uchun sun'iy yo'ldosh va to'lqin ma'lumotlarini yaxshilash mumkin. Bundan tashqari, uzoq muddatli prognozlarda sun'iy ravishda buzilgan plyajlarning nazoratsiz ta'siri ham bashorat natijalariga sezilarli ta'sir ko'rsatishi mumkin. Bundan tashqari, GENESIS, Delft3D va MIKE21 kabi tijorat modellarining ishtirok etmasligi muhim masala.
.Moviy chegara qo'riqchilari: Frankstarning okeanlarimiz va iqlimimizni himoya qilish bo'yicha 11 yillik missiyasi
Frankstar o'n yildan ortiq vaqt davomida dengiz va gidrologik ma'lumotlarning misli ko'rilmagan ma'lumotlarini taqdim etish uchun ilg'or texnologiya va ilmiy qat'iylikdan foydalangan holda dengiz atrof-muhitini boshqarish bo'yicha yetakchi bo'lib kelmoqda. Bizning vazifamiz shunchaki ma'lumotlar to'plashdan tashqarida - biz barqaror kelajak arxitektorlarimiz, butun dunyo bo'ylab institutlar, universitetlar va hukumatlarga sayyoramiz salomatligi uchun ongli qarorlar qabul qilish imkoniyatini beradi.
Yuborilgan vaqt: 2025 yil 11-avgust