Korleis brukar me observasjonar og kunstig intelligens for å måle havets karbonsluk?
Verdshava tek opp 25 prosent av våre årlege CO2-utslepp til atmosfæra, og dette hjelper til med å dempe den globale oppvarminga. Klimaforskarane ved UiB og Bjerknessenteret for klimaforskning har tatt kunstig intelligens i bruk for å halde oversikt over kor mykje CO2 som blir tatt opp.
Hovedinnhold
Verdshava tek opp 25 prosent av våre årlege CO2-utslepp til atmosfæra, og dette hjelper til med å dempe klimaendringane. Å halde oversikt over dette karbonsluket er viktig for å forstå klimaendringane.
Kvart år blir desse tala presentert i det globale karbonbudsjettet (Global Carbon Budget), som hjelper til med å bestemme kva tiltak som bør igangsetjast.
Men korleis veit vi kor mykje CO2 som blir teke opp frå havet?
How we use observations and machine learning to find the ocean carbon uptake – RapidVERIFY
Visualisering av samanhengen mellom CO2, temperatur og klorofyll. Skjermdump frå videoen lengre opp i artikkelen.
Å sjå på datapunktlinjer
Forskarar har etablert globale nettverk for å samle data som kan brukast for å sjå på havets CO2-opptak. Avanserte instrument blir installert på godsbåtar, ferger og cruiseskip, og forskningsfartøy.
Videoen viser korleis forskarar på Bjerknessenteret for klimaforskning nytter observasjonar og kunstig intelligens for å måle CO2-opptak i havet. Videoen skal visast på klimatoppmøtet COP27 i Egypt i midten av november.
Dette spesifikke skipet, Transcarrier, seglar opp og ned noregskysten kvar veke, og måleinstrumenta ombord produserar ei datapunktlinje. I løpet av eit år samlar slike instrument meir enn ein million datapunkt frå heile verda.
Forskarar verda rundt undersøker og verifiserar desse punkta, som blir samla og publisert som havoverflatas CO2-atlas, SOCAT. Men kvart år blir berre ein fraksjon av dei store verdshava observert. Korleis går vi frå desse flekkvise undersøkingane til å sjå på heile havet?
Svaret ligg i "nevrale nettverk":
Kunstig intelligens gjenkjenner mønster
Ved hjelp av algoritmer er det mogleg å finne mønster i datapunkta våre. Mønstera tillet oss å rekonstruere CO2-konsentrasjonar i områda der vi ikkje har data, frå satelittovervåking som ser på heile kloden vår. I løpet av året måler satelittane havoverflatetemperaturar og klirokoll (i grøne alger), som gir ei oversikt over primærproduksjonen i havoverflata.
Godsskipet Transcarrier.
Når dette blir kombinert med CO2-data frå skipsfarten, kan dei nevrale nettverka finne mønster i korleis desse tre eigenskapane – CO2, temperatur og klorofyll – framstår saman.
Det nevrale nettverket blir så sluppe laus på satelittdataene, og gir ein CO2-konsentrasjon for kvart punkt i havoverflata. Dette blir brukt til å måle det globale CO2-sluket.
Ved å ta opp ein fjerdedel av CO2-en vi slepper ut i atmosfæra gjer havet oss ei stor teneste. Utan dette sluket ville vi ha sett ein konsentrasjon på over 500 delar per million, i staden for dei rundt 420 delane per million vi ser i dag. Dette ville ha ført til klimaendringar på langt over to graders oppvarming allereie. Eit redusert karbonsluk i havet vil bety at ein trenger større utsleppskutt for å nå måla verdssamfunnet har satt seg.
For å nå netto nullutslepp, og togradersmålet må vi kunne oppdage slike endringar på eit tidleg punkt. Det har aldri vore meir viktig med gode undersøkingar av hava våre.
Videoen er animert og redigert av Eli Kristin Muriaas. Produsert med støtte frå Norges forskningsråd (RapidVERIFY, #309571). Takk til ICOS; Glen Peters, CICERO, Peter Landschützer, VLIZ; Corinne Le Quere, University of East Anglia; og University of Exeter.
