近日，由中科院海洋研究所研究員宋金明團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的國(guó)內(nèi)首套全球海洋表層海水二氧化碳分壓(pCO2)數(shù)據(jù)產(chǎn)品正式發(fā)布。該產(chǎn)品基于逐步前反饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Stepwise FFNN)的pCO2數(shù)據(jù)產(chǎn)品重構(gòu)算法，構(gòu)建了1992年1月至2019年7月全球大洋表層海水pCO2格點(diǎn)數(shù)據(jù)，為研究表層海水pCO2、二氧化碳通量、海洋碳源匯提供了重要數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。該研究成果在線發(fā)表于《生物地球科學(xué)》。
海洋是地球系統(tǒng)中最大的碳庫(kù)。長(zhǎng)期、連續(xù)、廣覆蓋度的全球海洋表層海水pCO2數(shù)據(jù)產(chǎn)品對(duì)于海洋碳源匯準(zhǔn)確評(píng)估具有重要意義。然而，目前國(guó)際上缺乏成熟的全球尺度數(shù)據(jù)產(chǎn)品，海洋碳源匯強(qiáng)度估算不確定性大。
針對(duì)這一問題，國(guó)內(nèi)外開始探索基于人工智能的長(zhǎng)時(shí)間序列格點(diǎn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品研制技術(shù)，通過不同神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)擬合pCO2與關(guān)聯(lián)參數(shù)的關(guān)系，進(jìn)而構(gòu)建格點(diǎn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品。但現(xiàn)有pCO2產(chǎn)品研制技術(shù)通常在全球使用相同的一套擬合參數(shù)，忽略了不同海域pCO2影響因素的差異，并且參數(shù)選取的主觀性大，無(wú)法準(zhǔn)確反映海洋真實(shí)變化情況。
宋金明團(tuán)隊(duì)研發(fā)的該套數(shù)據(jù)產(chǎn)品時(shí)間分辨率為月，空間分辨率為1°。與現(xiàn)有產(chǎn)品相比，該產(chǎn)品考慮了不同海域pCO2影響因素的差異，將全球大洋劃分為11個(gè)區(qū)域，在不同海域分別挑選與pCO2變化最密切相關(guān)的關(guān)聯(lián)參數(shù)，并且使用了基于統(tǒng)計(jì)學(xué)依據(jù)的參數(shù)選擇算法，減少了主觀選擇二氧化碳關(guān)聯(lián)參數(shù)帶來(lái)的不確定性，顯著提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和精度。
宋金明表示，與國(guó)際同類產(chǎn)品相比，本數(shù)據(jù)產(chǎn)品的誤差更低。Stepwise FFNN算法在構(gòu)建格點(diǎn)數(shù)據(jù)的同時(shí)，還給出了不同海域插值誤差最低的關(guān)聯(lián)參數(shù)表。目前，該數(shù)據(jù)產(chǎn)品已在中科院海洋科學(xué)數(shù)據(jù)中心發(fā)布，并面向全球公開共享?！?記者廖洋)
