11月11日,中国科学院南海海洋研究所研究员杜岩在广州举行的“第七届空间地球科学学术研讨会”上,作了题为《海洋空间动力重构与涡流大模型》的学术报告。报告回顾了“海境·涡流大模型1.0”的研究成果,重点介绍了“海境·涡流大模型2.0”的技术架构、阶段性进展及未来发展方向。
“海境·涡流大模型2.0”示意图。研究团队供图
据介绍,前期研发的“海境·涡流大模型1.0”利用高分辨率卫星遥感海表数据,结合Swin–Unet、SpadeUp等深度学习技术,实现了印太交汇区海洋三维流场的快速重构与现报。“海境·涡流大模型2.0”研究区域拓展至全球,利用海表遥感数据和海洋多尺度过程解耦-再重构的创新方法,构建基于共享隐空间的全球海洋三维状态重构与预报模型(AReP),旨在实现海洋三维状态的高效重构及未来7天的逐日预报。
AReP模型主要由自编码器、重构编码器和预报器三个模块组成。模型采用分阶段训练策略,逐步建立海洋三维状态的重构与预报能力。模型设计的最终输出为全球1/12°水平分辨率、覆盖约0–643.6米共33个垂向层次的日平均三维温度、盐度及水平流速场。
目前,研究团队已完成AReP重构模块的开发与结果初步验证,预报模块正在训练中。基于2025年独立测试数据的初步评估结果表明,AReP温盐重构结果与观测的吻合程度接近GLORYS海洋再分析数据水平。在上层海洋动力结构的重构方面,AReP表现优于当前国际广泛使用的三维海洋重构数据集,展现出利用海表信息重构全球三维海洋状态的良好潜力。
下一步,研究团队将持续深化海洋动力学与人工智能技术的融合,进一步完善模型的三维重构与短期预报能力。同时逐步利用地转流动力约束方法将重构深度拓展至海洋上层2000米,并引入多源观测融合模块,构建以卫星遥感和现场观测为基础的全球1/12°高分辨率三维温盐流历史分析数据集,为海洋环境保障应用和海洋动力学研究提供数据支撑。
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