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AI可预测“海怪”波浪的形成

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科学家们利用人工智能(AI)创建了一个方程,可以预测臭名昭著的不可预测的杀手波何时会袭来。

据美国国家海洋和大气管理局 (NOAA) 称,杀手海浪,也称为“海怪海浪”,其高度至少是周围其他海浪高度的两倍。 这些海浪每天都在世界各地发生,极其难以预测,可能会摧毁与之相撞的船只。 据美国国家海洋和大气管理局称,当海浪相互穿过并形成巨大的水墙时,就会形成致命的波浪。 然而,它们出现的原因和地点的确切机制仍不清楚。

但利用700年的海洋数据,包括历史记录和全球158个地点的浮标数据,研究人员创建了一个公式来预测这些“海怪”。 该研究的主要作者、尼尔斯·玻尔研究所前博士后研究员迪昂·赫夫纳在一份声明中表示:“基本上,当海中形成这些巨浪时,这真的是运气不好。” “它们是由多种因素综合造成的,到目前为止,这些因素尚未合并到单一的风险评估中。”

AI可预测“海怪”波浪的形成

在《PNAS》杂志上发表的一篇论文中,赫夫纳和他的同事绘制了产生异常波的变量,并使用人工智能将它们映射到一个可以确定异常波形成可能性的模型中。 该团队使用历史波浪数据训练神经网络。 这就创建了一个系统,可以独立研究异常波浪的原因,并可以预测它们可能发生的时间和地点。

但人工智能技术隐藏在黑匣子中,这意味着科学家无法得知人工智能是如何工作的。 因此,赫夫纳的团队应用了符号回归,这是机器学习的另一种形式,当给定数据时,它会创建一个方程而不仅仅是一个预测,帮助研究人员了解人工智能是如何得出预测的。

“我们的分析表明,异常波一直在发生。 事实上,我们在数据集中记录了 100000 个可被识别为杀手波的波,”该研究的合著者、加拿大维多利亚大学的研究员 Johannes Hemmrich 在一份声明中表示。 “这相当于海洋中任何地方每天都会发生大约 1 次巨浪。 然而,并非所有这些怪物波都具有极端的尺寸。”

巨浪会对船只造成严重危险。 就在去年,如此致命的海浪袭击了南极洲附近的一艘游轮,造成一人死亡、四人受伤。 与周围的海洋相比,它们的尺寸也很大。 海姆里奇的声明称,2020 年袭击加拿大海岸的致命海浪高达 17,6m,是周围海浪高度的三倍,这使得它“可能是有史以来最极端的海浪”。

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据《Live Science》此前报道,甚至还记录了更大的杀手巨浪,例如 25,6 年挪威海域出现的 1995 米高的巨浪,但它们的高度更接近附近的其他巨浪。

海夫纳表示,这个新方程实际上显示了杀手波形成的过程,可以更好地保护客船和货船免受破坏。 公司可以使用算法来预测何时何地可能会出现完美的混合因素,从而引发巨大的浪潮,并寻找替代路线。

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