Okyanusların derinliklerinde gizlenen yüzey akıntılarının izlenmesi, şimdiye kadar büyük ölçeklerde yüksek ayrıntıyla gerçekleştirilmekte zorlanıyordu. Ancak UC San Diego ve UCLA araştırmacılarının geliştirdiği yeni bir yöntem, bu zorluğu aşarak okyanus yüzey akımlarını saatlik düzeyde ve çok daha kesin şekilde takip etmeyi mümkün kıldı. GOFLOW adı verilen bu teknoloji, hali hazırda yörüngede bulunan hava durumu uydularının termal görüntülerini yapay zekâ ile analiz ederek, denizlerin hareketlerini daha önce hiç olmadığı kadar net ortaya koyuyor.
Bu yenilikçi araştırmanın arkasında Scripps Oşinografi Enstitüsü’nden Luc Lenain ve UCLA’dan Kaushik Srinivasan bulunuyor. Nature Geoscience dergisinde yayımlanan çalışmada, akıntılar üzerinde uzun zamandır var olan bilgi boşluğu, yapay zekâ destekli görüntü işleme teknikleriyle dolduruluyor. Araştırmada ayrıca Tel Aviv ve Rhode Island üniversitelerinden bilim insanları yer aldı ve projeye ABD Donanması, NASA ile Avrupa Araştırma Konseyi finansman sağladı.
Okyanus akıntıları, yerkürenin iklimini ve canlı yaşamını sürdüren kritik işlevlere sahip. Sıcaklığı dünya genelinde taşırken karbondioksitin atmosfer ve derin deniz arasında alışverişini sağlıyor, ayrıca deniz ekosistemlerinin besin döngüsünü düzenliyor. Bu akıntılar, hayati önemi olan arama-kurtarma operasyonları ve petrol sızıntılarının takibi gibi pratik uygulamalarda da belirleyici rol oynuyor. Ancak geniş alanlarda ani değişen akıntı hareketlerini doğrulukla ölçmek bugüne kadar büyük güçlükler taşıyordu.
Mevcut yöntemler, deniz yüzey yüksekliğindeki değişikliklerden akıntıları tahmin etmeye çalışsa da, uyduların aynı bölgeyi sadece birkaç günde bir görüntülemesi nedeniyle hızlı değişimleri yakalamakta yetersiz kalıyordu. Öte yandan gemiler ve kıyı radarları anlık veriler sunarken, onların erişim alanı oldukça sınırlıydı. İşte GOFLOW, bu anlatılan sınırlamaların etrafından dolaşarak, yüzeydeki ısı dağılımını anlık olarak izleyen uyduların verilerinden yeni bir kapı açıyor.
GOFLOW’un ana farkı, okyanus yüzeyindeki sıcaklık desenlerinin hareketini yapay zekâyla takip etmesinde yatıyor. Lenain, 2023 yılında Kuzey Atlantik’e ait GOES-East uydusundan alınan termal görüntülerde Gulf Stream gibi büyük akıntıların sıcaklık desenlerinde açıkça göründüğünü fark etti. Bu gözlem, sıcaklık örüntülerinin hareketlerinden akıntıların hız ve yönünü doğrudan hesaplama fikrini doğurdu. Araştırma ekibi, derin deniz simülasyonlarından elde edilen verilerle eğitilen sinir ağı sayesinde bu hareketleri öğrenip, uydu görüntülerindeki desenlerin nasıl değiştiğini zamansal olarak izleyebildi.
Model, uydu verileriyle oluşturduğu zaman serilerinde sıcaklık desenlerinin nasıl gerilip büküldüğünü takip ederek, o anki akıntının yön ve hız bileşenlerini hesapladı. Lenain’in belirttiği üzere, “yıllardır okyanus yüzeyini gözlemleyen hava durumu uydularının verilerinden gerçek zamanlı akıntı haritaları üretmek yeni bir dönemin başlangıcı”. Yöntem, geleneksel tekniklere kıyasla özellikle küçük ölçekli, hızlı değişen girdap ve sınır tabakası yapılarını çok daha ayrıntılı ortaya koyabiliyor.
GOFLOW, gerçek dünya ölçümleriyle yüksek uyum gösteriyor. 2023’te Gulf Stream bölgesinde yapılan deniz verileriyle karşılaştırıldığında, yapay zekâ tabanlı akıntı haritaları tutarlı ve güvenilir sonuçlar verdi. Bu da kuşkusuz denizlerde dikey karışımın anlaşılmasına büyük katkı sunuyor. Dikey karışım, okyanusta yüzey ve derin su kütleleri arasında gerçekleşen sürekli bir hareket ve besin döngüsünü desteklerken karbondioksitin depolanmasına olanak sağlıyor. Önceleri sadece modellemelerde gözlemlenebilen bu ince detaylar artık gerçek veriyle izlenebilecek.
En büyük avantajlarından biri ise yeni uydu fırlatılmasına gerek olmaması. GOFLOW, halihazırda yörüngede bulunan jeostasyoner uyduların termal verilerini kullanarak maliyet ve zaman açısından büyük tasarruf sağlıyor. Bu yöntem, gelecekte hava durumu tahmin sistemlerine ve iklim modellerine kolayca entegre edilebilecek. Böylece okyanus ve atmosfer arasındaki etkileşimler daha iyi anlaşılacak, denizlerdeki atıkların ve ekosistemlerin dinamikleri de daha sağlıklı tahmin edilecek.
Ancak yöntemin önünde bazı engeller bulunuyor; en önemlisi bulut örtüsü. Bulutlar, uydu termal kameralarının görüşünü engellediği için veri boşluklarına yol açabiliyor. Araştırmacılar, farklı uydu kaynaklarını birleştirerek bu sorunu aşmayı ve küresel ölçekte kapsamlı bir izleme sistemini kurmayı hedefliyor. Yöntemin açık kaynak olarak sunulması da, bilim dünyasında hızla yayılmasına ve yeni uygulamaların geliştirilmesine olanak sağlayacak.
Okyanus akıntılarının anlık, ayrıntılı ve geniş ölçekli takibi için GOFLOW, fiziksel okyanusbilim alanında devrim niteliğinde bir adım olarak görülüyor. Bu teknolojiyle, okyanusların karmaşık dinamikleri artık daha net ve erişilebilir hale gelerek, iklim değişikliğiyle mücadeleden deniz yaşamının korunmasına kadar pek çok alanda yeni kapılar aralayacak.
📎 Kaynak: sciencedaily.com
