Sibirya'nın arazi örtüsü verilerinin iyileştirilmesi: İklim bilimi için ileriye doğru bir sıçrama

Özet: Araştırmacılar, Sibirya için iklim değişikliği ve tahminleri hakkında içgörü sağlayan son derece hassas bir arazi örtüsü haritası geliştirdi. Gelişmiş makine öğrenimi tekniklerini ve mevcut çoklu arazi örtüsü haritalarını kullanarak, önceki veri kümelerinde bulunan önemli tutarsızlıkları giderebildiler. Dünyanın iklime en duyarlı bölgelerinden biri olan Sibirya'nın yeni geliştirilen haritası, bölgenin aşırı çevresel değişikliklerini anlamak için çok önemli ayrıntılar sağlayarak bir dönüm noktasına işaret ediyor.

Makine öğrenimi teknikleri Sibirya için yüksek hassasiyetli bir arazi örtüsü haritası ortaya çıkararak iklim tahminlerini geliştiriyor

Ayrıntılı Açıklama

Japonya'daki Chiba Üniversitesi ve Nagoya Üniversitesi'nden araştırmacılar, Sibirya için son derece hassas bir arazi örtüsü haritası geliştirerek iklim değişikliği ve tahminleri hakkında içgörü sağladı. Gelişmiş makine öğrenimi tekniklerini ve mevcut çoklu arazi örtüsü haritalarını kullanarak, önceki veri kümelerinde bulunan önemli tutarsızlıkları giderebildiler. Dünyanın iklime en duyarlı bölgelerinden biri olan Sibirya'nın yeni geliştirilen haritası, bölgenin aşırı çevresel değişikliklerini anlamak için çok önemli ayrıntılar sağlayarak bir dönüm noktasına işaret ediyor.

Rusya'da bir eyalet olan Sibirya, dünyanın karbon döngüsünde önemli bir rol oynayan önemli bir coğrafi bölgedir. Geniş ormanları, sulak alanları ve permafrost bölgeleriyle (kalıcı olarak donmuş topraklar) Sibirya, küresel ölçekte önemli miktarda karbon depolamaktadır. Ancak iklim değişikliği Sibirya'nın peyzajını hızla değiştirmekte, bitki örtüsünün dağılımını değiştirmekte ve permafrostun çözülmesini hızlandırmaktadır. Arazi örtüsünün sınıflandırılması gelecekteki iklim değişikliklerini tahmin etmek için gereklidir, ancak Sibirya gibi bölgelerde arazi örtüsü verilerinin toplanması, yer gözlem verilerinin sınırlı olması nedeniyle zordur.

İklim çalışmalarını ilerletmeye yönelik bir adım olarak, Japonya'daki Chiba Üniversitesi, Fen Bilimleri ve Mühendislik Enstitüsü, Çevresel Uzaktan Algılama Merkezi'nden Profesör Kazuhito Ichii liderliğindeki yeni bir çalışma, Sibirya için rafine bir arazi örtüsü haritası ortaya koymaktadır. Ekip, birden fazla kaynaktan yararlanarak ve rastgele orman sınıflandırıcısı (bir makine öğrenimi algoritması) uygulayarak, mevcut arazi örtüsü veri kümeleri arasındaki tutarsızlıkları %85,04 gibi dikkate değer bir doğrulukla ele alıyor. Çalışma, Japonya'daki Nagoya Üniversitesi ile işbirliği içinde yürütüldü ve 6 Ocak 2025 tarihinde Progress in Earth and Planetary Science dergisinin Cilt 12, Sayı 3 sayısında yayınlandı.

Prof. Ichii, bu çalışmanın motivasyonunu şöyle açıklıyor: "Pan-Arctic Water-Carbon Cycles projesi için çalışırken, yaygın olarak kullanılan veri setlerinde bile mevcut arazi örtüsü veri setleri arasında büyük farklılıklar bulduğumuzda şaşırdık. O zaman daha güvenilir bir veri setine ihtiyaç olduğu açıktı ve bu da bizi bu araştırmayı yapmaya yöneltti."

Araştırmacılar işe çeşitli küresel veri setlerini karşılaştırarak başladı ve ardından doğru bir arazi sınıflandırması sağlamak için çeşitli veri noktaları kullandı. Yeni geliştirilen harita, iklim çalışmalarında kilit unsurlar olan ormanlar, sulak alanlar ve permafrost alanlarının daha net bir resmini verdi. Önceki veri setleriyle karşılaştırıldığında, araştırmacılar önceki setlerde, özellikle yüksek enlem bölgelerinde, potansiyel olarak yanlış iklim tahminlerine yol açabilecek büyük hatalar gözlemlediler.

Arazi sınıflandırmasındaki tutarsızlıkları ele alan yeni veri seti, karbon akışı ve ekosistem değişikliklerinin daha doğru değerlendirilmesini sağladı. Chiba Üniversitesi Fen Bilimleri ve Mühendislik Enstitüsü ve Çevresel Uzaktan Algılama Merkezi'nden Bayan Munseon Beak, "Daha önce iyi anlaşıldığı düşünülen arazi örtüsüne odaklanarak, iyi karakterize edilmemiş bir alan için daha iyi veriler oluşturduk ve gelişmiş iklim tahminleri için kapılar açtık" diyor.

Bu çalışmanın sonuçları çok kapsamlı. Araştırma, daha doğru bir arazi örtüsü veri seti sağlayarak, çevresel değişikliklerin daha iyi tahmin edilmesiyle iklim modellerini geliştirebilir.

Chiba Üniversitesi İleri Akademik Araştırma Enstitüsü ve Çevresel Uzaktan Algılama Merkezi'nden Yardımcı Doçent Yuhei Yamamoto, "Birden fazla veri kaynağını entegre ederek ve sınıflandırma doğruluğunu artırarak, iklim bilimciler için temel bilgiler sağlamayı amaçlıyoruz. Sibirya'da meydana gelen hızlı iklim değişiklikleri göz önüne alındığında bu özellikle çok önemlidir."

Sibirya, küresel ısınma gibi iklim değişikliklerinden büyük ölçüde etkilenmekte, Sibirya Taygası'nın kuzeye doğru hareket etmesi ve permafrostun çözülmesi nedeniyle yeryüzünün yüzeyinin değişmesi gibi büyük değişikliklere neden olmaktadır. Bu nedenle, rafine edilmiş arazi örtüsü verileri, bilim insanlarının bu büyük değişiklikleri izlemelerine yardımcı olacak ve önümüzdeki on yıllarda bu değişiklikleri tahmin etmek ve yönetmek için temel bir araç olarak hizmet edecektir. Bu veri setleri aynı zamanda sera gazı dinamiklerini ve çevresel çalışmaları anlamak için çok önemli olan karbon döngüsü değerlendirmelerini de desteklemektedir.

Ayrıca çalışmada belirli bir bölgedeki bitki örtüsünün dağılımını etkileyebilecek faktörler de belirlenmiştir. Nagoya Üniversitesi Uzay-Dünya Çevre Araştırmaları Enstitüsü'nden Profesör Tetsuya Hiyama şunları belirtiyor: "Bitki örtüsünün dağılımının nasıl etkilendiğini anlamak için farklı iklimlerde coğrafi dağılım analizini kullandık. Bu da bizi, özellikle sıcak yaz iklimlerinde yağışın bitki örtüsü örüntülerinde önemli bir rol oynadığı gerçeğine götürdü."

Bu nedenle, bu veri setleri politika yapıcılar için de değerli bir rehberlik sunabilir. Sürdürülebilir arazi yönetimi ve koruma çabalarına yardımcı olan bulgular, önümüzdeki yıllarda donmuş toprakların çözülmesi, orman yangınları ve habitat kaybının etkilerini azaltmaya yardımcı olarak afet risk yönetimine katkıda bulunabilir.

Kaynak: Chiba Üniversitesi