Using machine learning to quantify historical changes in ocean heat content

使用机器学习来量化海洋热含量的历史变化

基本信息

  • 批准号:
    1948985
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 36.41万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-07-01 至 2025-06-30
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

This proposal will estimate how much the global ocean has warmed over the past half century and look at the spatial and temporal patterns of changes in ocean heat content. The project will use a machine learning approach to combine historical data such that errors and biases are minimized. An exciting aspect of the project is that it will also estimate heat content for the deep, abyssal ocean (deeper than 2000m). Ocean heat content is an important indicator for how much excess heat the Earth system is accumulating and is thus important for improving understanding and prediction of climate change. The project will involve students, including providing internships for students from Historically Black Colleges and Universities.This project will use ensemble Artificial Neural Networks (EANN) to estimate the total ocean heat content over the past fifty years. The use of EANN machine learning methods will reduce systematic biases in the historical temperature data sets and yield an improved historical data set with error estimates. The project will then also look at spatial and temporal patterns of ocean warming. A novel aspect of the project is that it will include estimates of OHC for the abyssal ocean deeper than 2000m. The project has strong potential for broader impacts by providing a state-of-the-art estimate of ocean warming which could be used to constrain ocean climate models. The project also broadens the participation of underrepresented minority students through internships.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
该提议将估计全球海洋在过去半个世纪中变暖了多少,并研究了海洋热含量变化的空间和时间模式。该项目将使用机器学习方法结合历史数据,从而最大程度地减少了错误和偏见。该项目的一个令人兴奋的方面是,它还将估计深层海洋的热量含量(深度超过2000m)。海洋热含量是地球系统积累多少过量热量的重要指标,因此对于改善对气候变化的理解和预测很重要。该项目将涉及学生,包括为历史悠久的黑人学院和大学的学生提供实习。该项目将使用合奏人工神经网络(EANN)来估计过去五十年来的海洋热含量。使用EANN机器学习方法的使用将减少历史温度数据集中的系统偏见,并产生改进的历史数据集,并具有错误估计。然后,该项目还将研究海洋变暖的时空模式。该项目的一个新颖方面是,它将包括超过2000m的深渊海洋的OHC估计值。该项目通过提供对海洋变暖的最新估计,具有强大的广泛影响潜力,该估计可用于限制海洋气候模型。该项目还通过实习来扩大代表性不足的少数民族学生的参与。该奖项反映了NSF的法定任务,并被认为是值得通过基金会的知识分子优点和更广泛的影响评估标准通过评估来获得支持的。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Global Mean Sea Level Rise Inferred From Ocean Salinity and Temperature Changes
根据海洋盐度和温度变化推断的全球平均海平面上升
  • DOI:
    10.1029/2022gl101004
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Bagnell, Aaron;DeVries, Tim
  • 通讯作者:
    DeVries, Tim
Correcting Biases in Historical Bathythermograph Data Using Artificial Neural Networks
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  • 发表时间:
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  • 影响因子:
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  • 通讯作者:
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  • 通讯作者:
    François W. Primeau

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  • 资助金额:
    $ 36.41万
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