HAB 管理の変革を目指す研究

サニベル・キャプティバ保護財団

サニベル・キャプティバ保護財団は、同財団の海洋研究所が、オキチョビー湖からカルーサハッチー湖までの水の流れをより適切に管理するために最先端の人工知能変圧器モデルに情報を提供する採水活動の現地キャンペーンを主導していると報告した。 サンプル分析はモデル シミュレーションに組み込まれており、有害な藻類ブルーム (HAB) の原因を特定し、必要な水質改善の目標を設定するのに役立ちます。

SCCF は、フロリダ大学沿岸ソリューションセンターおよびフロリダ大学の他の研究者と協力して、園芸活動による栄養負荷の悪影響を最小限に抑えながら、淡水を供給する際に水管理者を指導しています。

このモデルの際立った特徴は、操作するように訓練されている最も関連性の高い情報に注意を払う機能です。 このプロジェクトでは、チームは、川の流れ、塩分、硝酸塩濃度などの変数を予測するために、長年のアーカイブデータから学習するモデルをトレーニングします。

共同主任研究者として、海洋研究所所長のエリック・ミルブラント博士は、河川、河口、沿岸観測ネットワークの継続的な水質監視ステーションと、水質が悪化している地域における重要なツールである包括的で的を絞ったサンプリングプログラムを通じて、HAB を早期に検出するための方法を利用しています。モニタリングは主にブルーム イベントへの反応として行われてきました。

「有害な藻類の発生をより適切に予測するために使用されるモデリングは、オキチョビー湖からメキシコ湾までの水をサンプリングする現地キャンペーンによってサポートされ、検証されています」とサンプリング活動を率いるミルブラント氏は述べた。 「私たちは水質データと水サンプルを収集し、フロリダ大学の研究者エリーズ・モリソン博士とエド・フィリップス博士に届けます。他の水サンプルはSCCF海洋研究所で検査されています。」

サニベル・キャプティバ保護財団

このモデルは、現在の水域の状況と地域の天気予報を読み取ることを学習し、調査対象地域について最大 14 日間の正確な予測を行います。 大規模なデータセットから情報を抽出する Transformers モデルの能力により、以前の水文学モデリング方法と比較してパフォーマンスが向上し、より広範囲の変数をモデル化できます。

プロジェクトチームメンバーのモリソン氏は持続可能なインフラと環境工学部の助教授、フィリップス氏は食糧農業科学研究所森林・水産・地球科学部の教授であり、新しい水質サンプリング方法を開発している。 HAB を促進する特定の栄養源、その起源、植物プランクトン - 藻類 - 群集への影響を特定します。

ミルブラント氏は、生態系に集中的に科学的に焦点を当てることの重要性を強調した。

「私たちは地元の専門知識が限られたバリア島に住んで働いています。そのため、このプロジェクトは、水質低下に対処するためにこの地域にもたらされる、深くて幅広い新しいツールと知識に刺激的です」と彼は言いました。 「HABは、魚の死滅、大規模な低酸素（低酸素）地帯、水路を詰まらせる藍藻の発生に至るまで、多くの悪影響を引き起こしており、そのすべてが観光ベースの経済に悪影響を及ぼしています。」

SCCF の報告によると、次のステップは、気象予報機関からのデータを使用して変電器モデルをリアルタイムに適用し、日々の予測を自動化することです。

この研究は、湖、流域、河口のモデルを統合して、HAB の影響を軽減するための水管理をガイドするプロジェクトの一部です。 このプロジェクトは、UF、南フロリダ大学、ノースカロライナ州立大学、SCCF のパートナーシップであり、米国陸軍工兵隊からの資金援助を受けています。

この研究は、特にフロリダ南西部で頻繁に沿岸生態系を悩ませている現象に対する、フロリダ大学の研究者とその共同研究者らによる多角的なアプローチである。

フロリダ大学が実施し、2020年に発表した調査によると、フロリダ州の郡では16年間で赤潮が15日以上発生した月が28回あったことが判明した。 それらはすべて、フロリダ南西部の320マイルの海岸線を構成する6つの郡（ピネラス郡、マナティー郡、サラソタ郡、シャーロット郡、リー郡、コリアー郡）のいずれかで発生した。

沿岸ソリューションセンター副所長のデビッド・カプラン博士と、フロリダ大学、南フロリダ大学、ノースカロライナ州立大学、SCCFのセンター所属の科学者とエンジニアのチームは、水と栄養素がどのように供給されるかを研究するために、2021年に陸軍軍団から230万ドルを受け取りました。オキチョビー湖とカルーサハッチー川流域から流れる水は、海岸の潮汐、流れ、波と相互作用し、沿岸の水質に影響を与えます。 財政支援は 2024 年 9 月まで延長されます。