Потепление морей отрицательно влияет на структуру скопления белух

Новости сегодня - Потепление морей отрицательно влияет на структуру скопления белух

До недавнего времени технологические ограничения затрудняли эффективное изучение агрегационного поведения белух. Поскольку изменение климата продолжается, а температура поверхности моря быстро растет, возможность сделать это становится приоритетом, требуя методов, которые могут собирать данные полностью и точно.

С этой целью группа исследователей из испанских университетов Кадиса, Аликанте и Леона использовала глубокие сверточные нейронные сети (CNN) для анализа спутниковых изображений открытого доступа из арктических районов Канады, России и американского штата Аляска, чтобы чтобы точно определить присутствие белух в этих районах, сравнить температуру поверхности моря (ТПМ) с моделями скопления белух и – на основе данных Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) – создать три репрезентативных сценария пути концентрации (RCP) посредством конец 21 века.

Работа опубликована в журнале Frontiers in Marine Science.

По состоянию на 2017 год — год последней оценки этого вида — МСОП отнес белух (Delphinapterus leucas) к категории сохранения, вызывающей наименьшее беспокойство, в Красном списке. Однако эти киты живут в изолированных арктических водах и зависят от морского льда как для защиты от хищников, таких как косатки, так и для питания. Водоросли, растущие во льду, привлекают рыбу, которая составляет основу рациона белух.

Исследование , опубликованное в 2020 году , показало, что до конца этого столетия лед в Арктике может исчезнуть летом.

Исследовательские группы ранее использовали аэрофотосъемку прямого наблюдения для изучения китообразных; однако этот метод является дорогостоящим, требует много времени и может привести к получению неполных данных из-за ограничений диапазона. Точность моделей распределения видов (SDM), созданных с помощью аэрофотосъемки, ограничена во времени, особенно в быстро нагревающихся морях.

В конце 20-го века исследователи начали использовать изображения дистанционного зондирования для сбора данных об отдельных китах и ​​скоплениях, но для исследований морских млекопитающих использование этого метода само по себе также оказалось неточным.

Спутниковые снимки встречают глубокую информацию CNN

Задаваясь вопросом, может ли применение анализа изображений искусственного интеллекта к спутниковым изображениям дать решение, исследовательская группа, стоящая за этим новым исследованием, получила доступ к спутниковым изображениям арктического побережья с высоким разрешением (менее 1 метра на пиксель), полученным в период с 2007 по 2020 год. Сначала они обучили глубокую CNN. модель идентификации белух на основе набора бесплатных изображений из Google Earth и Mapbox. Из 1400 изображений в наборе половина была с белухами, а другая половина — с айсбергами.

Исследователи увеличили объем обучающих данных, случайным образом перевернув некоторые изображения, повернув другие на случайные коэффициенты от нуля до 360 градусов, обрезав некоторые из них и отрегулировав масштабы изображения и уровни яркости. После тестирования модели они обучили ее дальше, используя 700 аэрофотоснимков, «на которых каждая белуха отмечена в ограничивающей рамке (общее количество ограничивающих рамок — 846)», пишут они.

Двое исследователей визуально оценивали и комментировали каждое изображение данными о его классе (айсберги или киты) и количестве китов, используя веб-сайты по наблюдению за китами, чтобы проверить присутствие белух в изображенных областях. Они сравнили изображения из одних и тех же мест в разные даты, чтобы различить белух со дна моря. Эта работа стала важной для определения точности модели на более позднем этапе процесса.

Наконец, команда применила свою модель к изображениям, на которых, скорее всего, присутствовали киты, и использовала ее для обнаружения и подсчета китов в определенных ячейках сетки, а также для анализа закономерностей агрегации. Однако айсберги представляли проблему.

«К сожалению, в районах, где присутствовали айсберги размером с белух, точность моделей была невысокой (точность менее 50%), и изображения были фотоинтерпретированы для обнаружения белух вручную», — отмечают исследователи.

В общей сложности команда обнаружила 1980 белух в одиннадцати скоплениях в конкретных арктических районах Канады, России и США; шесть из этих агрегаций были обнаружены с помощью спутниковых изображений и модели глубокого обучения.

Они также подтвердили «значительную связь» между скоплениями белух и температурой поверхности моря , что указывает на большее количество скоплений в более холодных водах.

Отмечая, что средние показатели температуры поверхности моря в этих районах за последние десятилетия увеличились, они пишут: «Наши результаты показали, что ТПМ, как ожидается, увеличится как минимум на один градус до 2050 года в трех сценариях, но увеличится с 1,5° до 3° C. с 2050 по 2100 год, в зависимости от сценария РТК, при этом северные районы будут наиболее затронуты тремя сценариями РТК».

Что касается улучшения процесса обнаружения китов, команда отмечает, что из-за низкого пространственного разрешения доступных изображений белух (длиной около 5 метров) автоматизация этого процесса потребует новых стратегий, таких как сосредоточение внимания на их идентификации в группы, а не индивидуально. Особей легко спутать с айсбергами из-за их цвета, формы и размера.

Исследователи также обсуждают недавние изменения в морском льду; во многих районах он сейчас отступает раньше и наступает позже, чем в предыдущие десятилетия. На основе данных отчета МГЭИК, опубликованного в 2021 году , новое исследование предполагает, что в местах расположения одиннадцати скоплений белух к концу этого столетия температура воды может повыситься до 3°C.

«Это, в свою очередь, может привести к их распространению в более прохладные южные районы, что будет накладываться на сдвиги распространения на север других видов морских млекопитающих, усиливая конкуренцию за среду обитания и ресурсы или даже приводя к резкому истощению популяций, в зависимости от способности видов адаптироваться к новым климатическим сценариям». «, — пишет команда.

«В соответствии с этим сценарием мы рекомендуем быстрое и глобальное сокращение выбросов газа и защиту территорий белух от морского транспорта, если мы хотим сохранить этот уязвимый вид», — заключают они.

Потепление морей отрицательно влияет на структуру скопления белух

Понравилась новость - поделитесь с Друзьями!

Новости партнеров:

Рубрика: Наука, Новости

Вам могло бы понравиться:

Соединение выращенных в лаборатории клеток мозга дает представление о том, как работает наш мозг Соединение выращенных в лаборатории клеток мозга дает представление о том, как работает наш мозг
Первая в России мультимодальная модель искусственного интеллекта –– в открытом доступе    Первая в России мультимодальная модель искусственного интеллекта –– в открытом доступе  
НИЯУ МИФИ проведет Всероссийскую олимпиаду для учителей физики «Лига лучших» НИЯУ МИФИ проведет Всероссийскую олимпиаду для учителей физики «Лига лучших»
Россияне предпочли восстановленные iPhone другим брендам Россияне предпочли восстановленные iPhone другим брендам

Оставить комментарий

Вы должны Войти, чтобы оставить комментарий.

©2015 - 2024 Актуальные Новости Сегодня. Все права защищены.
При копировании материалов активная гиперссылка на этот сайт ОБЯЗАТЕЛЬНА!