2023 年，在全球對有史以來最熱年份和海洋溫度創歷史新高的日益關注中，人們的注意力轉向了南極海冰。繼2023 年2 月創下最低紀錄後，南極海冰的擴張異常緩慢，到2023 年7 月6 日，異常面積達到-280.9 萬平方公里。在連續兩年（2022 年和2023 年）2 月創下最低記錄，2023 年被稱為”海冰最少年”之後，人們猜測2024 年2 月有可能創下歷史新低。

利用先進的深度學習模型對2024 年2 月的南極海冰進行了預測，結果與實際觀測結果非常吻合，這肯定了模型在當前全球暖化問題中的有效性。 2018年2月4日，南極羅斯海的海冰。圖片來源：劉健

2023 年11 月，南極海冰預報網絡-南方（SIPN-South）計畫協調了另一個夏季海冰狀況預報，特別是2024 年2 月的預報。在中山大學和南方海洋科學與工程廣東實驗室（珠海）楊清華教授的帶領下，研究團隊利用卷積長短期記憶（ConvLSTM）神經網路建構了一個季節尺度的南極海冰預測模型。

研究小組於2023 年12 月提交了預測結果，並經過同行評審，於2024 年2 月初發表在《大氣科學進展》（Advances in Atmospheric Sc​​iences）上。在預測中，研究團隊預計2024 年2 月南極海冰仍將接近歷史最低點，但創下新低點的可能性較小。預測2024年2月的海冰面積（SIA）和海冰範圍（SIE）分別為144.1萬平方公里和210.5萬平方公里，略高於2023年觀測到的歷史最低值。

“我們對ConvLSTM模型預測南極海冰狀況的有效性充滿信心，因為它在八年再預報實驗中的表現令人信服。”楊清華教授也有同感：”不過，我們也擔心潛在的’鞭打’效應。畢竟預測結果還有待於觀測資料的驗證。

最新的2024 年2 月衛星觀測結果已經出爐。 2024 年2 月觀測到的SIA 和SIE 值分別為151.0 萬平方公里和214.2 萬平方公里，接近2023 年記錄的歷史最低值（151.1 萬平方公里和191.3 萬平方公里）。預測值與觀測值的對比顯示兩者非常接近，這增強了預報系統的可靠性。

此外，2023 年12 月至2024 年2 月的海冰面積和範圍均在預測值的一個標準差範圍內，這突顯了預測系統的可靠性。預測資料與觀測資料的成功對比驗證了ConvLSTM 模型的準確性及其在可靠的南極海冰預測方面的潛力。這項結果將於2023 年12 月提交給SIPN-South 國際比較項目，使其成為15 項貢獻中表現最佳的預測之一。

“看著這些對比結果，我們有一種如釋重負的感覺，信心倍增。”楊教授反思道，”在地球進入以2023年被斷定為’工業化以來最暖年份’為標誌的被稱為’沸騰時代’的時期，我們的成功預測不僅凸顯了加強南極海冰預測研究的重要意義，也展示了深度學習方法在這一關鍵領域的巨大應用潛力。

編譯來源：ScitechDaily