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人工智能帮助预测南北极海冰流失

人工智能帮助预测南北极海冰流失

科学家已经开始尝试利用新的AI工具来更准确地预测未来北极海冰状况。通过人工智能改进后的预测可以用于构建新的预警系统,来保护北极野生动物和沿海社区免受海冰损失的影响。

由英国南极考察局(BAS)和艾伦图灵研究所领导的一个国际研究小组8月27日在《自然通讯》杂志上发表了一篇文章,描述了人工智能系统IceNet,解决了为在未来准确预报北极海冰的难题。

海冰是出现在北极和南极的一层巨大的冰冻海水,由于其与大气和海洋的复杂关系,因此很难被预测。海冰对温度升高的敏感性导致夏季北极海冰面积在过去四十年中减少了一半,相当于英国面积的25倍。这些加速的变化对气候、北极生态系统以及与季节性海冰循环相关的土著和地方社区产生了巨大的影响,更甚者会发展成海冰灾害。

海冰灾害是指因海冰造成灾害的统称。具体来说,海冰灾害是指由海冰引起的影响到人类在海岸和海上活动实施和设施安全运行的灾害,特别是造成生命和资源财产损失的事件。如航道阻塞、船只及海上设施和海岸工程损坏、港口码头封冻、水产养殖受损等。

人工智能预测工具IceNet在预测未来两个月是否会出现海冰的准确率接近95%——比目前领先的基于物理的模型要好。

主要作者汤姆·安德森(Tom Andersson)解释说:“北极是气候变化的前沿地区,在过去40年中经历了严重的气候变暖问题。IceNet有可能填补北极可持续发展工作中预测海冰的紧迫空白,其运行速度比传统方法快数千倍。”

首席研究员斯科特·霍斯金博士说:“我很高兴看到人工智能如何促使我们重新思考如何进行环境研究。我们新的海冰预测框架以传统系统无法实现的方式,将卫星传感器的数据与气候模型的输出进行融合。”

与试图直接模拟物理定律的传统预测系统不同,作者基于一个称为深度学习的概念设计了IceNet。通过这种方法,该模型从数千年的气候模拟数据以及数十年的观测数据中“了解”了海冰如何变化,以预测未来几个月北极海冰的范围。

Tom Andersson总结道,“现在我们已经证明人工智能可以准确预测海冰,我们的下一个目标是开发每日版本的模型,并让它像天气预报一样实时公开运行。”

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