AI新技术填补卫星数据空白,大幅提升海表温度监测精度
每年夏天,威胁朝鲜半岛的台风从西北太平洋的温暖水域中摄取能量。近年来,极端天气事件如热浪、干旱和暴雨与海表温度(SST)上升的关系越来越密切。准确预测SST对气候和天气预报至关重要。然而,卫星观测虽然能提供广泛和连续的监测,但往往会因云层、降水等观测限制而出现数据缺失,阻碍了长期、高分辨率的气候分析。 为应对这一挑战,蔚山国立科学技术研究所(UNIST)的研究团队开发了一个创新的人工智能(AI)模型,能够恢复缺失的卫星数据,并生成高分辨率的持续SST数据集,精度达到了前所未有的水平。这项成果已发表在《环境遥感》杂志上。 研究团队由土木、城市、地球与环境工程系的Jungho Im教授领导,他们创建了一个基于生成对抗网络(GAN)的重建系统,这种AI架构最初是为图像合成设计的。研究团队利用高频卫星数据结合数值天气预报(NWP)模型的热力学见解,训练了这个AI模型。与传统模型不同的是,该方法整合了物理海洋原理,使AI能够在存在缺失观测的情况下依然生成与实际物理条件高度一致的SST数据。 “传统方法如线性插值或统计模型在快速变化的温度条件下难以保持SST的细节特征,”研究的第一作者Sihun Jung解释道。“我们的AI模型不仅在准确度上超过了这些方法,在复杂条件下也保持了高保真度,成为气象监测的一大利器。” Im教授强调了这一技术的广泛应用前景,尤其在西北太平洋地区——一个频繁遭受台风和气候变化影响的地区。他指出:“通过提供高分辨率的SST数据,我们能够显著改善天气预报和气候模型。长远来看,这项技术还可能在海洋灾难预警系统中发挥重要作用,例如监测海洋热浪,有助于保护社区和生态系统。” 业内人士认为,这一创新技术展示了AI在处理复杂气候数据中的巨大潜力,为气象和气候研究提供了新的工具。UNIST作为韩国顶尖的科技研究机构,一直在推动先进技术的发展与应用,此次成果进一步巩固了其在环境监测领域的领先地位。
