Artificial Intelligence-assisted decadal scale beach change forecasting

人工智能辅助十年尺度海滩变化预测

基本信息

  • 批准号:
    2780316
  • 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:
    2023
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2023 至 无数据
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Annual UK cost of flood and coastal erosion damage is estimated at £540 million. Sea level rise and extreme weathers associated with climate change rapidly increases coastal erosion and flooding, and economic impacts. The UK Government's Resilient Nation prosperity outcome recognises the need to implement climate-adaptive, safe, and sustainable coastal management, focusing on natural processes. Planning and implementation of sustainable adaptation requires new, efficient tools to predict decadal-scale coastal change. The uncertainty that is inherent in coastal behaviour means that these must be built on advanced technologies such as Artificial Intelligence (AI) to allow efficient and robust testing against multiple scenarios. This project will make a major contribution to tackle this challenge and train and validate an efficient AI tool to emulate time-dependent, decadal-scale coastal morphodynamic change by adopting a sequential learning AI emulation framework. A well-validated high-fidelity process-based coastal computational model, driven by multiple decadal-scale continuous stochastic time series of sea states, generated using a Monte Carlo approach, will provide synthetic beach change data for training and validation of the AI emulator and address the widely accepted data-scarcity issue. The emulator will be a powerful surrogate to computationally costly conventional modelling approaches for predicting decadal-scale beach change at local and global scale, and a tool to discover nature-based, climate-resistant coastal management interventions.
据估计,英国每年因洪水和海岸侵蚀造成的损失达5.4亿英镑。与气候变化相关的海平面上升和极端天气迅速加剧了海岸侵蚀和洪水以及经济影响。英国政府的弹性国家繁荣成果认识到需要实施气候适应、安全和可持续的沿海管理,重点关注自然过程。规划和实施可持续适应需要新的、有效的工具来预测十年尺度的沿海变化。沿海行为固有的不确定性意味着这些必须建立在人工智能(AI)等先进技术的基础上,以便针对多种情况进行有效和稳健的测试。该项目将为应对这一挑战做出重大贡献,并通过采用顺序学习人工智能仿真框架,训练和验证一种有效的人工智能工具,以模拟随时间变化的十年尺度沿海形态动力学变化。一个经过良好验证的高保真过程海岸计算模型,由多个十年尺度连续随机海况时间序列驱动,使用蒙特卡罗方法生成,将为人工智能模拟器的训练和验证提供合成的海滩变化数据,并解决广泛接受的数据稀缺问题。该模拟器将成为一个强大的替代计算成本高昂的传统建模方法,用于预测当地和全球尺度上十年尺度的海滩变化,以及发现基于自然的、抗气候的海岸管理干预措施的工具。

项目成果

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