Using deep learning to map sea level and ocean dynamics along the North Atlantic eastern boundary

利用深度学习绘制北大西洋东部边界的海平面和海洋动态图

基本信息

  • 批准号:
    2124663
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Studentship
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2018 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Project Background Rising seas due to melting ice sheets and ocean warming pose a major threat to the large fraction of the world's population living in low-lying coastal regions. As the climate warms, large-scale adjustments in the ocean's circulation may also drive abrupt changes in coastal sea level, locally amplifying or ameliorating global mean sea level rise and its impacts. Therefore, while much sea level research has centred around its global mean value, there is a growing realisation the we must better understand the factors, such as the ocean's circulation, that drive regional variations in sea level. For example, ocean models suggest that sea level falls by about 60 cm along the eastern boundary of the North Atlantic between the equator and Northern Europe. However, due to measurement limitations, accurate observations of this change in coastal sea level, or the dynamics by which it is maintain, have yet to be made. Machine learning provides an opportunity for fundamental progress to be made in this exciting field.Project Aims and Methods The ultimate aim of this project is to identify the ocean processes sustaining the large drop in sea level along the eastern boundary of the North Atlantic, thereby explaining a poorly understood feature of the ocean's large-scale circulation with implications for sea level rise. This goal is hampered, however, by three primary difficulties: (i) obtaining a clean sea level signal in coastal zones using satellite altimetry; (ii) removing the much larger gravity signal from the SSH to obtain the small (~1%) residual related to ocean dynamics and (iii) relating the surface signal to sparse sub-surface observations to identify the boundary dynamics. Here we propose to employ machine learning techniques to overcome these difficulties. Correspondingly, the project will procced in three stages: 1. Use deep learning and image classification to reprocess altimetry data to determine with unprecedented accuracy the sea surface height (SSH) along the North Atlantic eastern boundary (NAEB).2. Exploit synergies between signal processing and machine learning to optimally combine and filter the SSH and gravity field to determine the absolute dynamic ocean topography along the NAEB. 3. Use deep learning trained on sparse observations and ocean models to identify the dynamical balances and controlling factors that maintain and modify the long-term sea level gradient along the NAEB.The aims of the project will be achieved through the development and application of novel machine learning techniques to a range of geodetic and oceanographic observations and model data sets, exploiting the power of Bristol University's advanced computing facilities. Many of the observations and techniques, particularly with respect to machine learning are only now reaching sufficient maturity for the aims of the project to be realised.
项目背景 由于冰盖融化和海洋变暖导致的海平面上升对世界上大部分生活在低洼沿海地区的人口构成了重大威胁。随着气候变暖,海洋环流的大规模调整也可能导致沿海海平面突然变化,局部放大或减轻全球平均海平面上升及其影响。因此,虽然许多海平面研究都集中在其全球平均值上,但人们越来越认识到我们必须更好地了解驱动海平面区域变化的因素,例如海洋环流。例如,海洋模型表明,赤道和北欧之间的北大西洋东部边界海平面下降了约 60 厘米。然而,由于测量的限制,尚未对沿海海平面的这种变化或其维持的动态进行准确的观测。机器学习为在这个令人兴奋的领域取得根本性进展提供了机会。项目目标和方法该项目的最终目标是确定维持北大西洋东部边界海平面大幅下降的海洋过程,从而解释海洋大规模环流的一个鲜为人知的特征及其对海平面上升的影响。然而,这一目标受到三个主要困难的阻碍:(i) 使用卫星测高在沿海地区获得干净的海平面信号; (ii) 从 SSH 中去除大得多的重力信号,以获得与海洋动力学相关的小量 (~1%) 残差,以及 (iii) 将表面信号与稀疏的地下观测相关联,以识别边界动力学。在这里,我们建议采用机器学习技术来克服这些困难。相应地,该项目将分三个阶段进行:1.利用深度学习和图像分类重新处理测高数据,以前所未有的精度确定北大西洋东部边界(NAEB)沿线的海面高度(SSH)。2.利用信号处理和机器学习之间的协同作用,以最佳方式组合和过滤 SSH 和重力场,以确定 NAEB 沿线的绝对动态海洋地形。 3. 使用经过稀疏观测和海洋模型训练的深度学习来确定维持和改变 NAEB 沿线长期海平面梯度的动态平衡和控制因素。该项目的目标将通过开发和应用新型机器学习技术到一系列大地测量和海洋学观测和模型数据集,利用布里斯托大学先进计算设施的力量来实现。许多观察和技术,特别是机器学习方面的观察和技术,现在才达到足够成熟,足以实现该项目的目标。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

吉治仁志 他: "トランスジェニックマウスによるTIMP-1の線維化促進機序"最新医学. 55. 1781-1787 (2000)
Hitoshi Yoshiji 等:“转基因小鼠中 TIMP-1 的促纤维化机制”现代医学 55. 1781-1787 (2000)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
LiDAR Implementations for Autonomous Vehicle Applications
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
生命分子工学・海洋生命工学研究室
生物分子工程/海洋生物技术实验室
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
吉治仁志 他: "イラスト医学&サイエンスシリーズ血管の分子医学"羊土社(渋谷正史編). 125 (2000)
Hitoshi Yoshiji 等人:“血管医学与科学系列分子医学图解”Yodosha(涉谷正志编辑)125(2000)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Effect of manidipine hydrochloride,a calcium antagonist,on isoproterenol-induced left ventricular hypertrophy: "Yoshiyama,M.,Takeuchi,K.,Kim,S.,Hanatani,A.,Omura,T.,Toda,I.,Akioka,K.,Teragaki,M.,Iwao,H.and Yoshikawa,J." Jpn Circ J. 62(1). 47-52 (1998)
钙拮抗剂盐酸马尼地平对异丙肾上腺素引起的左心室肥厚的影响:“Yoshiyama,M.,Takeuchi,K.,Kim,S.,Hanatani,A.,Omura,T.,Toda,I.,Akioka,
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:

的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('', 18)}}的其他基金

An implantable biosensor microsystem for real-time measurement of circulating biomarkers
用于实时测量循环生物标志物的植入式生物传感器微系统
  • 批准号:
    2901954
  • 财政年份:
    2028
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Exploiting the polysaccharide breakdown capacity of the human gut microbiome to develop environmentally sustainable dishwashing solutions
利用人类肠道微生物群的多糖分解能力来开发环境可持续的洗碗解决方案
  • 批准号:
    2896097
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
A Robot that Swims Through Granular Materials
可以在颗粒材料中游动的机器人
  • 批准号:
    2780268
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Likelihood and impact of severe space weather events on the resilience of nuclear power and safeguards monitoring.
严重空间天气事件对核电和保障监督的恢复力的可能性和影响。
  • 批准号:
    2908918
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Proton, alpha and gamma irradiation assisted stress corrosion cracking: understanding the fuel-stainless steel interface
质子、α 和 γ 辐照辅助应力腐蚀开裂:了解燃料-不锈钢界面
  • 批准号:
    2908693
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Field Assisted Sintering of Nuclear Fuel Simulants
核燃料模拟物的现场辅助烧结
  • 批准号:
    2908917
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Assessment of new fatigue capable titanium alloys for aerospace applications
评估用于航空航天应用的新型抗疲劳钛合金
  • 批准号:
    2879438
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Developing a 3D printed skin model using a Dextran - Collagen hydrogel to analyse the cellular and epigenetic effects of interleukin-17 inhibitors in
使用右旋糖酐-胶原蛋白水凝胶开发 3D 打印皮肤模型,以分析白细胞介素 17 抑制剂的细胞和表观遗传效应
  • 批准号:
    2890513
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
CDT year 1 so TBC in Oct 2024
CDT 第 1 年,预计 2024 年 10 月
  • 批准号:
    2879865
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Understanding the interplay between the gut microbiome, behavior and urbanisation in wild birds
了解野生鸟类肠道微生物组、行为和城市化之间的相互作用
  • 批准号:
    2876993
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship

相似国自然基金

基于深穿透拉曼光谱的安全光照剂量的深层病灶无创检测与深度预测
  • 批准号:
    82372016
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
GREB1突变介导雌激素受体信号通路导致深部浸润型子宫内膜异位症的分子遗传机制研究
  • 批准号:
    82371652
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    45.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于Deep Unrolling的高分辨近红外二区荧光分子断层成像方法研究
  • 批准号:
    12271434
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    46 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于深度森林(Deep Forest)模型的表面增强拉曼光谱分析方法研究
  • 批准号:
    2020A151501709
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
面向Deep Web的数据整合关键技术研究
  • 批准号:
    61872168
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    62.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于Deep-learning的三江源区冰川监测动态识别技术研究
  • 批准号:
    51769027
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    38.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
基于异构医学影像数据的深度挖掘技术及中枢神经系统重大疾病的精准预测
  • 批准号:
    61672236
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    64.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
具有时序处理能力的Spiking-Deep Learning(脉冲深度学习)方法研究
  • 批准号:
    61573081
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    64.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于语义计算的海量Deep Web知识探索机制研究
  • 批准号:
    61272411
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    80.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Deep Web数据集成查询结果抽取与整合关键技术研究
  • 批准号:
    61100167
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

MFB: Better Homologous Folding using Computational Linguistics and Deep Learning
MFB:使用计算语言学和深度学习更好的同源折叠
  • 批准号:
    2330737
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Illuminating patterns and processes of water quality in U.S. rivers using physics-guided deep learning
使用物理引导的深度学习阐明美国河流的水质模式和过程
  • 批准号:
    2346471
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Improving accuracy, coverage, and sustainability of functional protein annotation in InterPro, Pfam and FunFam using Deep Learning methods PID 7012435
使用深度学习方法提高 InterPro、Pfam 和 FunFam 中功能蛋白注释的准确性、覆盖范围和可持续性 PID 7012435
  • 批准号:
    BB/X018563/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grant
Improving accuracy, coverage, and sustainability of functional protein annotation in InterPro, Pfam and FunFam using Deep Learning methods
使用深度学习方法提高 InterPro、Pfam 和 FunFam 中功能蛋白注释的准确性、覆盖范围和可持续性
  • 批准号:
    BB/X018660/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grant
Deciphering electrophysiological Alzheimer's Disease biomarkers for early diagnosis using interpretable deep learning
使用可解释的深度学习破译电生理阿尔茨海默病生物标志物以进行早期诊断
  • 批准号:
    24K18602
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Real-time inversion using self-explainable deep learning driven by expert knowledge
使用由专家知识驱动的可自我解释的深度学习进行实时反演
  • 批准号:
    EP/Z000653/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grant
CAREER: Enhancing Temperature Visualization in Boiling Fluid over Finned Surfaces using Deep Learning-Enhanced Laser-Induced Fluorescence
职业:使用深度学习增强激光诱导荧光增强翅片表面沸腾流体的温度可视化
  • 批准号:
    2337973
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Continuing Grant
RII Track-4:@NASA: Enhancing Flood Detection and Mapping by Using PolSAR, Metaheuristic, and Deep Learning Algorithms
RII Track-4:@NASA:使用 PolSAR、元启发式和深度学习算法增强洪水检测和绘图
  • 批准号:
    2327253
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
EAGER: Integrating Multi-Omics Biological Networks and Ontologies for lncRNA Function Annotation using Deep Learning
EAGER:使用深度学习集成多组学生物网络和本体以进行 lncRNA 功能注释
  • 批准号:
    2400785
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Development of real-time dosimetry system for radiotherapy using deep learning
利用深度学习开发放射治疗实时剂量测定系统
  • 批准号:
    23K07109
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了