ИИ-модель позволяет увидеть динамику океанических течений на спутниковых снимках

Ученые из Тель-Авивского университета вместе с американскими коллегами разработали ИИ-модель, которая по снимкам метеорологических спутников восстанавливает динамику океана.

Океанические течения играют фундаментальную роль в формировании климата, в поддержании морских экосистем и глобальном перемещении тепла и углерода. Но мониторинг мелкомасштабных процессов, происходящих на участках менее десяти километров, до сих пор оставался крайне сложной задачей.

Спутники обычно фиксируют изменения высоты поверхности моря раз в несколько дней, что не позволяет уловить быстро исчезающие вихри. Научные суда дают точные данные, но только на ограниченных территориях. В результате возникает пробел в наблюдениях за вертикальным перемешиванием вод, которое критически важно для питания океана и поглощения углекислого газа.

Новый подход, предложенный исследователями, базируется на использовании геостационарных спутников, которые делают снимки каждые пять минут. Ученые обучили ИИ-модель GOFLOW распознавать, как тепловые узоры на поверхности воды деформируются и смещаются под воздействием глубинных потоков.

Обучение модели проходило на высокоточных компьютерных симуляциях, что позволило алгоритму научиться вычислять скорость воды по последовательным кадрам. Это превращает обычные метеорологические данные в детализированные почасовые карты течений без необходимости запускать новые специальные аппараты на орбиту. Работа опубликована в журнале Nature Geoscience

Проверка метода на снимках Гольфстрима подтвердила точность модели: данные GOFLOW совпали с измерениями, полученными с исследовательских судов. В будущем технологию планируют внедрить в прогнозы погоды и климатические модели, но пока ее возможности ограничены облачностью, которая скрывает поверхность океана от тепловых сенсоров.

Ученые отмечают: "Модель открывает целый ряд новых возможностей для прямых наблюдений океана, которые до сих пор были в основном доступны только через моделирование".