AI ontdekt vijf dynamische oceaanregio's die 93,7% van de aarde bedekken

Een nieuwe machine learning-techniek identificeert links en patronen in de oceaan die zinvol zijn. Het onthult in totaal 5 dynamische consistente regio's die bijna 93,7% van de wereldoceaan opmaken, samen met hun meest dominante fysieke parameter.

Wat loste het algoritme op?

Het onderzoeksploeg gebruikte 'Estimating the Circulation and Climate of the Ocean' (ECCO) om data te verkrijgen over wat er in de wereldwijde oceaan gebeurt. ECCO biedt oceaanvariabiliteit, kustfysica, biologische cycli en geodesie, gebaseerd op miljarden parameters opgenomen in de laatste 2 decennia.

Referentie: Wiley Online Library | doi:10.1029/2018EA000519 | MIT

Ze passten toen K-means clustering toe — een methode van vectorquantisatie — om robuuste patronen in de data te detecteren en de dominante fysica in de zee te bepalen. De resultaten onthulden in totaal 5 clusters, die 5 dynamische consistente regio's vertegenwoordigen die bijna 93,7% van de wereldoceaan opmaken.

De grootste cluster maakt bijvoorbeeld ongeveer 43% van de wereldwijde zee uit: de meest dominante parameter is de windspanning op de zee-oppervlakte gebalanceerd door koppels in de bodem. Deze parameter wordt meestal vastgelegd in subpolaire en subtropische gyres in de noordelijke halve bol, grote delen van de Arctische oceaan, en een dunne strook in de Zuidelijke Oceaan.

Oceanen geclusterd op gelijke parameters | Credit: Maike Sonnewald

Op dezelfde manier tonen de andere 4 clusters de dominante fysieke parameter en waar precies die in de wereldwijde oceaan te vinden is. De overige 6,3% van de oceaangebieden waren lastig vast te pinnen.

In de volgende studie zullen onderzoekers dezelfde machine learning-techniek met hogere resolutie data gebruiken om de overige 6,3% te traceren. Ze zullen zich richten op factoren gevoelig voor klimaten, zoals gyre-circulatie en omkering.

Voor nu kan dit tool oceaanografen en wetenschappers helpen hun analyse te vergemakkelijken, regio's te vergelijken met die die zich vergelijkbaar gedragen, en hun onderzoek op de juiste plekken te richten.