«سرآمد»  منتشر می‌کند؛

ارائه مدل بهینه چالش ایمنی تحقیقات در جنوبگان

حمایت ایران و روسیه از طرح‌ مشترک پژوهشی و تحقیقاتی
​​​​​​​گروه دانش دریا-  بنیاد ملی علوم ایران با همکاری بنیاد علوم کشور روسیه، از طرح‌های پژوهشی مشترک بین ایران و روسیه با هدف ارتقای همکاری علمی بین دوکشور مورد حمایت قرار داده است. بر این اساس، اعضای هیات علمی دانشگاه‌ها و موسسات تحقیقاتی ایران و روسیه می‌توانند در فراخوانی که به این منظور منتشر شده، شرکت کرده و پروپوزال‌های مشترک خود را پس از تکمیل فرم تعهدنامه و پروپوزال مشترک انگلیسی، در سامانه‌ای مختلف برای بنیاد ملی علوم ایران ثبت کنند.
به گزارش اقتصاد سرآمد، در راستای پروژه بنیاد ملی علوم ایران، همکاری علمی بین ایران و روسیه، مقاله‌ای توسط دکتر حسین فرجامی، عضو هیات علمی پژوهشگاه ملی اقیانوس‌شناسی و علوم جوی ایران نوشته شده که در مجله‌Scientific Reports چاپ شده است. در ادامه این مطلب خلاصه و بخشی از این مقاله را می‌خوانید:
منطقه جنوبگان‌(قاره قطب جنوب و اقیانوس جنوبی) با توجه به شرایط آب‌وهوایی خشن و غیرقابل‌پیش‌بینی خود که آن را به یکی از خشن‌ترین محیط‌های کره‌زمین تبدیل کرده، همواره مورد توجه ویژه پژوهشگران علوم جوی و اقیانوسی قرار داشته است. این قاره نقش کلیدی در تنظیم اقلیم جهانی ایفا می‌کند، جایی که طوفان‌های شدید و مداوم، امواجی غول‌آسا و یخ‌های دریایی وسیع، یک وضع پیچیده‌ای را ایجاد می‌کنند که مستقیماً بر الگوهای آب‌وهوایی در سراسر جهان تأثیر می‌گذارد.
مطالعه این محیط افراطی نه‌تنها برای درک بهتر مکانیسم‌های تغییرات اقلیمی و ذوب یخ‌سارها حیاتی است، بلکه چالش‌های عظیمی را برای فعالیت‌های انسانی از جمله ایمنی کشتیرانی و تحقیقات میدانی به‌وجود می‌آورد. بنابراین، تلاش برای مدل‌سازی و پیش‌بینی دقیق‌تر پدیده‌هایی مانند ارتفاع امواج در این منطقه، تنها به هدف افزایش دانش بنیادی نیست، بلکه گامی ضروری برای تضمین ایمنی و موفقیت مأموریت‌های علمی و تجاری در این سرزمین مرموز و یخ‌زده محسوب می‌شود. پیش‌بینی دقیق ارتفاع موج در اقیانوس منجمد جنوبی به دلیل شرایط آب‌وهوایی شدید و داده‌های محدود، همواره یک چالش بزرگ برای ایمنی دریانوردی و پژوهش‌های آب‌وهوایی در جنوبگان بوده است.
در پاسخ به این چالش، یک مطالعه جدید از یک سیستم استنتاج عصبی-فازی انطباقی برای پیش‌بینی ارتفاع موج در شرایط مختلف آب‌وهوایی استفاده شده است. نوآوری این مدل در استفاده از «خوشه‌بندی تفریقی» برای بهینه‌سازی و تولید خودکار قواعد فازی است که به آن امکان می‌دهد پویایی غیرخطی پیچیده امواج را با دقت بالایی مدل‌سازی کند. این مدل با استفاده از داده‌های جوی در سطح و داده‌های بویه ثبت‌شده در سه‌بازه زمانی متوالی آموزش دیده است. داده‌های باکیفیت مورد استفاده از بویه‌های اقیانوس‌شناسی و داده‌های بازتحلیل مربوط به سال‌های ۲۰۱۹-۲۰۲۰ گردآوری شده‌اند.
نتایج نشان می‌دهد که عملکرد این مدل‌ANFIS در مقایسه با روش‌های مرسوم مانند شبکه‌های عصبی، ماشین‌بردار پشتیبان و رگرسیون گاوسی بهتر است. این مدل با خطای استاندارد کم و ضریب تعیین بالا، همراه با سرعت محاسباتی قابل‌توجه، به عنوان یک ابزار قدرتمند و قابل‌اعتماد برای پیش‌بینی عملیاتی امواج در مناطق قطبی معرفی شده است. این دستاورد می‌تواند ایمنی حمل‌ونقل دریایی را ارتقا داده و درک بهتری از تعاملات اقیانوس و جو ارائه کند.

قطب جنوب کجاست؟
بر اساس گزارش اقتصاد سرآمد، قطب جنوب از دیدگاه حقوقی و براساس معاهده قطب جنوب یا جنوبگان مصوب‌۱۹۵۹، به منطقه جغرافیایی زیر مدار ۶۰درجه نیمکره جنوبی زمین اطلاق می‌شود، اما از دید ژئوفیزیکی مرز آن را در یک مدار کمربندی باریک در نظر می‌گیرند که آب‌های کمتر شور و سرد اقیانوس جنوبی با آب‌های گرم‌تر و شورتر شمالی تلاقی پیدا می‌کند.
قاره قطب جنوب از نظر مساحت، پنجمین قاره روی کره‌زمین است که مساحتی حدود ۱۳میلیون کیلومترمربع دارد. برای قیاس می‌توان گفت این قاره مساحتی بیشتر از مساحت کل قاره اروپا دارد. بنابراین با مساحت گسترده‌ای از کره‌زمین سروکار داریم که حدود ۹۰درصد آب شیرین جهان در ورقه‌های یخی آن‌(که گاه به ۴کیلومتر هم می‌رسد) قرار دارد. این قاره، نسبت به دیگر قاره‌ها سردترین قاره با ثبت دمای ۸۹-درجه سانتی‌گراد؛ مرتفع‌ترین، با ارتفاع متوسط ۱۸۰۰متر؛ خشک‌ترین، با متوسط بارش ۵۰میلی‌متر در سال؛ پربادترین، با ثبت سرعت ۳۰۰کیلومتر در ساعت، بیشترین تنوع جانوری در دریا و ناشناخته‌ترین قاره روی کره‌زمین است.
قطب جنوب غنی از منابع طبیعی و خدادادی؛ از جمله منابع غذایی دریایی، منابع فسیلی و سنگ‌های قیمتی است. براساس معاهده جنوبگان هیچ کشوری حق اکتشاف و بهره‌برداری از این منابع را در حال حاضر ندارد. این قاره جدامانده اهمیت علمی، زیست‌محیطی، فرهنگی و راهبردی بالایی دارد. قاره قطب جنوب آزمایشگاه بزرگ طبیعی است که در آن تحقیقات علمی و پژوهشی صلح‌آمیز عظیمی در زمینه‌های مختلف علمی مانند هواشناسی، اقیانوس‌شناسی، زمین‌شناسی، اخترشناسی و تحقیقات فضایی، زیست‌شناسی و علوم پزشکی انجام می‌شود. از نظر ژئوفیزیکی قطب جنوب قلب تپنده و متعادل‌کننده دمای کره‌زمین است و شرایط را برای زیست موجودات و گیاهان روی آن فراهم می‌کند. همچنین این قاره سرپناه حیات‌وحش منحصربه‌فرد و منابع ژنتیکی باارزشی است که نظر دانشمندان و علاقه‌مندان زیادی از سراسر جهان را به خود جلب کرده است.

جنوبگان؛ منطقه‌ای بکر در کره‌زمین
«جنوبگان» یک قاره بزرگ و بکر است که شرایط خاص و منحصربه‌فردی دارد. این قاره می‌تواند عرصه مناسبی برای انجام تحقیقات علمی در زمینه‌های مختلف برای دانشمندان و محققان کشور باشد. قطب جنوب دارای تنوع‌زیستی با ویژگی‌های خاص است که شامل حیات وحش، گیاهان، قارچ‌ها، باکتری‌ها و ویروس‌هاست. این تنوع‌زیستی می‌تواند منبعی با ارزش برای مطالعه تکامل، زیست‌شناسی، فیزیولوژی، ژنتیک و زیست‌فناوری باشد.
این قاره نقش مهمی در تعادل اقلیمی جهان دارد و از گرمایش زمین جلوگیری می‌کند. همچنین محل شکل‌گیری بسیاری از پدیده‌های هواشناسی مانند طوفان‌ها، سامانه‌های فشاری، جریان‌های جوی و تغییرات دمایی است. مطالعه این پدیده‌ها می‌توانند برای مطالعه دقیق تغییرات آب‌وهوایی، بالابردن دقت پیش‌بینی‌های اقلیمی، جوی و اقیانوسی استفاده شود. این قاره دارای ساختار زمین‌شناسی پیچیده و جذاب است که شناخت آن‌ها می‌تواند جوابی برای چالش‌های مختلف علمی در زمینه تاریخچه زمین، چرخش قطبین، حرکات صفحات زمین و غیره باشد.
«جنوبگان» تقریباً تحت پوشش یک ورقه یخ ضخیم است. این ورقه یخ می‌تواند برای مطالعه رفتار یخ، تغییرات سطح دریا، چرخه آب، ذخیره کربن و تاریخچه آب‌وهوایی استفاده شود. این قاره توسط اقیانوس جنوبی محصور شده که یکی از پنج اقیانوس جهان است. این اقیانوس دارای شرایط خاص و متفاوتی مانند دما، شوری، جریان‌های دریایی و تنوع‌زیستی است. این اقیانوس می‌تواند برای مطالعه چرخش‌‌های جوی و اقیانوسی کره‌زمین، انتقال حرارت، چرخه کربن، تشخیص زنجیرهای غذایی و منابع آبزی به‌کار رود. «جنوبگان» مکان مناسبی برای مطالعه شهاب‌سنگ‌ها، رصد ستارگان و سیارات است، زیرا دارای شب‌های طولانی، آسمان صاف و تاریک، هوای خشک و پایدار و اندک تداخل نوری و رادیویی است.
در این قاره، تلسکوپ‌ها و آشکارسازهای مختلفی برای مطالعه نور مرئی، امواج رادیویی، اشعه گاما، پرتوهای کیهانی و امواج گرانشی نصب شده‌اند. داده‌ها و اطلاعات این تلسکوپ‌ها و آشکارسازها می‌تواند برای بررسی ساختار و تاریخچه کهکشان‌ها، ستارگان، سیاهچاله‌ها، ماده تاریک و انرژی تاریک به‌کار روند. این‌ها بخشی از استفاده‌های علمی و زیست‌محیطی قطب جنوب است و حتما زمینه‌هایی هم وجود دارد که به آن‌ها اشاره نشده
 است.
ارائه مدل بهینه چالش ایمنی تحقیقات در جنوبگان
ارسال دیدگاه
اخبار روز
ضمیمه