Сотрудники израильского университета Тель-Авив создали систему GOFLOW, использующую искусственный интеллект для реконструкции картины движения подводных течений по данным со спутников. Данная технология демонстрирует перемещение воды в размерах, которые ранее было сложно наблюдать непосредственно, и способствует исследованию явлений, оказывающих влияние на климат, метеорологические условия и обмен тепловой энергией с газами между океаном и атмосферой.

Мировой океан занимает более чем семь десятых земной поверхности и играет ключевую роль в регулировании глобального климата. Значительные течения, такие как Гольфстрим, транспортируют огромные объемы тепловой энергии, вещества и углерода; однако многие важные процессы протекают на расстояниях порядка нескольких десятков километров или меньше – слишком незначительных для большинства существующих технологий дистанционного зондирования.

Алгоритмы GOFLOW были обучены с использованием современных компьютерных симуляций океана. Система проводит анализ последовательности инфракрасных снимков, сделанных со спутников и регистрирующих температуру водной поверхности, на основе чего реконструирует движение воды. В отличие от предыдущих подходов, основанных на упрощенном описании физических принципов, нейросеть способна определять сложные конфигурации потоков, которые ранее оставались невидимыми.

Благодаря GOFLOW ученые выявили динамические процессы в Гольфстриме с размерами менее тридцати километров. Эти структуры связаны с резкими изменениями температуры воды, взаимодействием течений и вертикальными перемещениями – механизмами, определяющими смешивание океанической среды и распределение тепловой энергии и газов между водной поверхностью и атмосферой. Кроме того, система впервые предоставила возможность получить непосредственные спутниковые оценки горизонтальной расходимости подводных потоков — параметра, характеризующего поднятие и опускание водных масс. Ранее такие данные были доступны только через компьютерное моделирование или измерения в океане.

Исследователи подчеркивают важность этих взаимодействий, выходящую за рамки простого понимания океанической среды. Циркуляция и смешение водных масс оказывают воздействие на силу ураганов, формирование теплых и холодных потоков, рассеивание вредных веществ и способность мирового океана поглощать углеродный диоксид из воздушной оболочки Земли. Предполагается, что проект GOFLOW позволит совершенствовать климатические симуляции и увеличивать надёжность предсказаний неблагоприятных метеорологических и климатических условий.