L'IA découvre cinq régions océaniques dynamiques couvrant 93,7 % de la Terre

Avant l'émergence de méthodes d'observation et de modélisation avancées, l'état physique/dynamique de l'océan était déterminé en utilisant des descriptions quasi-laminaires à grande échelle comme les flux de Stommel-Arons, les recettes abyssales, ou l'équilibre de Sverdrup.

Ce que l'algorithme a résolu

L'équipe de recherche a utilisé « Estimating the Circulation and Climate of the Ocean » (ECCO) pour obtenir des données sur ce qui se passe dans l'océan mondial. ECCO fournit la variabilité océanique, la physique côtière, les cycles biologiques et la géodésie, basés sur des milliards de paramètres enregistrés au cours des 2 dernières décennies.

Référence : Wiley Online Library | doi:10.1029/2018EA000519 | MIT

Ils ont ensuite appliqué le regroupement K-means — une méthode de quantification vectorielle — pour détecter des motifs robustes dans les données et déterminer la physique dominante dans la mer. Les résultats ont révélé un total de 5 clusters, représentant 5 régions dynamiques cohérentes qui composent près de 93,7 % de l'océan mondial.

Le plus grand cluster, par exemple, représente environ 43 % de la mer mondiale : son paramètre le plus dominant est la contrainte du vent sur la surface de la mer qui est équilibrée par des couples au fond. Ce paramètre est principalement enregistré dans les gyres subpolaires et subtropicaux dans l'hémisphère nord, de grandes parties de l'océan Arctique, et un mince ruban dans l'océan Austral.

Océans regroupés par paramètres similaires | Crédit : Maike Sonnewald

De même, les 4 autres clusters montrent le paramètre physique dominant et où exactement il peut être trouvé dans l'océan mondial. Les 6,3 % restants des zones océaniques étaient assez difficiles à cerner.

Dans la prochaine étude, les chercheurs utiliseront la même technique d'apprentissage automatique avec des données à plus haute résolution pour suivre les 6,3 % restants. Ils se concentreront sur des facteurs sensibles au climat, tels que la circulation des gyres et le renversement.

Pour l'instant, cet outil peut aider les océanographes et les scientifiques à faciliter leur analyse, comparer des régions à celles qui se comportent de manière similaire, et concentrer leurs recherches aux bons endroits.