Ученые 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 создали нейросеть для определения углерода в морях и океанах

Морские растения поглощают растворенный в?воде углекислый газ в?процессе фотосинтеза, а?после отмирания способствуют его долгосрочному хранению в?глубинных слоях океана. Это?помогает снижать парниковый эффект, поскольку Мировой океан поглощает около 25?% антропогенных выбросов диоксида углерода. Однако?избыток углерода приводит к?закислению водоемов, что разрушает кораллы и?раковины, а?разложение органики снижает уровень кислорода в?придонных слоях, создавая ?мертвые зоны?.

Результаты исследования, полученные в?рамках подготовки выпускной квалификационной работы магистрантки программы ?Физическая океанография и?биопродуктивность океанов и?морей (ФОБОС)?, опубликованы в?научном журнале Oceanology.

Балтийское море, будучи мелководным и?замкнутым, особенно подвержено этим?процессам. Обилие речного стока и?слабый водообмен с?океаном провоцируют бурное развитие?— ?цветение??— цианобактерий, которые усиливают поглощение углерода, но?также ухудшают качество воды и?расширяют области с?дефицитом кислорода. Это?угрожает экосистеме, делая ее?уязвимой к?дальнейшим климатическим изменениям.

Для?измерения углекислого газа в?воде океанологи используют показатель парциального давления (pCO?) — того давления, которое создавал?бы газ, если?бы он?один занимал весь объем. В?океанологии этот?параметр показывает, насколько вода насыщена CO? по?сравнению с?атмосферой.

Специалисты Санкт?Петербургского университета проанализировали данные о?параметрах среды, влияющих на?концентрацию углекислого газа, и?построили модель для?оценки парциального давления с?использованием искусственного интеллекта. Для?нейросети использовали показатели освещенности, температуры и?солености водоема, а?также глубину перемешанного слоя, взятые из?открытой базы экспедиционных данных SOCAT, а?также со?спутников.

?Мы?создали карты парциального давления для?поверхностного слоя всего Балтийского моря, используя реальные измерения параметров воды. Такие карты позволяют точнее оценить параметр в?районах с?редкими замерами?— например, у?берегов заливов или?в?прибрежных зонах в?осенне?зимний период. Наша модель дает реалистичные показатели, подтвержденные спутниковыми и?модельными данными?,?— пояснила доцент кафедры океанологии 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入, лектор Российского общества ?Знание? Полина Лобанова.

Доцент 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 Полина Лобанова стала одним из?победителей всероссийского конкурса ?Знание. Лектор? и?получила специальный приз?— путешествие на?теплоходе с?возможностью проведения лекций на?борту. О?работе ученого?океанолога и?Мировом океане она?рассказывала в?подкасте 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 ?Генрих Терагерц?.

Как?отметила выпускница Санкт?Петербургского университета Софья Кузьмина, машинное обучение использует два типа данных: тренировочные и?тестовые. Первые учат модель определять, каким значениям pCO? соответствуют заданные параметры. Например, при?понижении температуры воды парциальное давление может возрасти, поскольку растворимость газа увеличивается. Алгоритм запоминает эту?зависимость и?анализирует ее?в?сочетании с?другими факторами, чтобы эффективно использовать в?дальнейшем.

Затем модель проверили на?тестовой выборке, где она?самостоятельно предсказала значения парциального давления на?основе новых параметров. Ученые сравнили ее?расчеты с?реальными экспедиционными данными, полученными в?Балтийском море, и?подтвердили корректность системы.

188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入ница 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 Софья Кузьмина?— дважды призер открытой международной олимпиады 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 среди студентов и?молодых специалистов Petropolitan Sience (Re)Search по?направлению ?Науки о?Земле?, участник научных экспедиций по?экологическому мониторингу Авачинского залива (Берингово море) и?Пенжиской губы Охотского моря и?других проектов Университета.

?Мы?применяем многослойный перцептрон?— нейронную сеть, которая прогнозирует pCO?, используя несколько скрытых уровней принятия решений. На?каждом этапе учитывается вклад различных параметров, что позволяет избежать переобучения, обычно необходимого для?таких моделей, и?получить объективную оценку?,?— добавила Софья Кузьмина.

В?исследовании также описаны многолетние и?сезонные колебания pCO? в?Балтийском море, эти?результаты согласуются с?предыдущими работами, что подтверждает корректность модели.

Санкт?Петербургский государственный университет?— старейший университет России?— был основан 28?января (8?февраля) 1724?года, когда Петр I?издал указ об?учреждении Университета и?Российской академии наук. Сегодня 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入?— один из?крупнейших научно?образовательных центров. Здесь учатся более 20?тысяч студентов, созданы более 15?крупных лабораторий и?23?ресурсных центра, входящих в?ведущий Научный парк страны. 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入ники Университета неоднократно становились лауреатами Нобелевской и?Филдсовской премий.

С?недавних пор Северная столица официально отмечает новый праздник?— День Санкт?Петербургского государственного университета, внесенный в?закон Санкт?Петербурга ?О?праздниках и?памятных датах в?Санкт?Петербурге?.

В?феврале 2025?года состоялась торжественная церемония, в?ходе которой космонавты ?Роскосмоса? передали Университету флаг ?300 лет 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入?, проделавший путь до?Международной космической станции и?обратно.