Модель уже протестировали на данных из Балтийского моря — и она работает. Исследование провели в рамках магистерской диссертации, а результаты опубликовали в журнале Oceanology.

Во почему это важно

• Океан поглощает 25% CO₂, который выбрасывает человек.
• Водоросли забирают углекислый газ, но когда отмирают, часть его снова попадает в воду.
• Если CO₂ слишком много, вода становится кислее, гибнут кораллы и моллюски, а на дне появляются «мертвые зоны» — области без кислорода.

Балтийское море страдает сильнее других: оно мелкое, почти закрытое, реки приносят много органики, и из-за этого активно размножаются цианобактерии. Они поглощают углерод, но одновременно ухудшают состояние воды.

Как измеряют CO₂

Ученые используют парциальное давление (pCO₂) — показатель, который говорит, насколько вода насыщена углекислым газом по сравнению с атмосферой.

Как работает модель

Нейросеть анализирует данные:

• температуру воды,
• соленость,
• освещенность,
• глубину перемешанного слоя.

Информацию берут из открытых баз (SOCAT) и со спутников.

Полина Лобанова, доцент СПбГУ:

Мы построили карты pCO₂ для всего Балтийского моря. Теперь можно точнее оценить уровень CO₂ там, где мало замеров — например, у берегов зимой. Наша модель дает реалистичные результаты, и это подтвердили спутники.

Как обучали нейросеть

1. Тренировочные данные — модель запоминала, как параметры воды влияют на pCO₂. Например, если температура падает, давление CO₂ растет, потому что газ лучше растворяется в холодной воде.
2. Тестовые данные — нейросеть сама предсказывала pCO₂, а ученые проверяли, насколько ее расчеты совпадают с реальными замерами.

Софья Кузьмина, выпускница СПбГУ:

Мы использовали многослойную нейросеть — она учитывает вклад разных параметров и не требует переобучения. Это делает прогнозы точнее».

Модель также показала, как меняется уровень CO₂ в Балтийском море в разные сезоны и годы. Эти данные совпали с предыдущими исследованиями — значит, система работает правильно.

Эта работа важна по нескольким причинам:

• Мониторинг экологии — модель помогает отслеживать, как меняется баланс CO₂ в воде, и предсказывать риски закисления.
• Прогнозирование «мертвых зон» — если знать, где скапливается углекислый газ, можно предупредить гибель морских организмов.
• Глобальный климат — Балтийское море — мини-лаборатория: процессы здесь идут быстрее, и их изучение помогает понять, что ждет другие регионы.

Технология дешевле и быстрее экспедиций: нейросеть использует уже имеющиеся данные, а не требует постоянных замеров.

Ранее ученые сообщили, что исследование Балтийского моря помогает предсказать изменение климата.