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Dec 06, 2023

デジタルツイン: 海洋の持続可能性を達成するための足がかり?

npj Ocean Sustainability volume 2、記事番号: 16 (2023) この記事を引用 844 アクセス 9 オルトメトリック メトリクスの詳細 デジタル ツインは、初期段階ではありますが強力なコンピューター テクノロジーであり、

npj Ocean Sustainability volume 2、記事番号: 16 (2023) この記事を引用

844 アクセス

9 オルトメトリック

メトリクスの詳細

初期ながら強力なコンピューター技術であるデジタル ツインは、乱獲と生息地の劣化を緩和し、モデリングして海洋汚染を防止し、海洋地球工学の代替案を安全に評価することで気候適応をサポートすることで、持続可能な海洋管理を大幅に前進させることができます。 同時に、デジタルツインは複数の関係者による海洋空間計画を促進する可能性があります。 しかし、そのような目的のためのこの新興テクノロジーの可能性は十分に探究されておらず、まだ実現されていないが、「European Digital Twins of the Ocean」と題された注目すべきプロジェクトが 1 つあるだけだ。 ここでは、4 つのテーマ分野にわたって、海洋の持続可能性に対するデジタル ツインの可能性を検討します。 さらに、実装の障壁、つまりデータの可用性と品質、互換性、コストを重視します。 海洋データの利用可能性に関して、我々は、空間範囲、深度範囲、時間分解能、およびとりわけ海洋プロセスに関する知識が不十分であることによって支えられているデータ共有の制限の問題に留意する。 デジタルツインの見通しに触発され、差し迫った困難を踏まえて、私たちは海洋に関するデータの可用性と質を向上させ、データの標準化を確実にするための措置を講じ、保護価値の高い分野での実装を優先することを提案します。ネストされた企業のアプローチ。

海洋と海洋が生み出す生態系サービスは、人間の生活の基礎です。 彼らは世界人口の 10 ～ 12% に生計を与えており 1、魚介類からのタンパク質で 30 億人を支えています 2,3。 それらは、人間の活動によって生成される二酸化炭素の約 30% を吸収することで地球の気候を制御しており 4、多様な動植物の生息地として機能しており 5、現在までに推定 230,000 種の海洋種が報告されている 6。

しかし、人間は海洋生態系を絶えず劣化させ、不安定にし、衰弱させ続けています7、8。 海洋環境は、廃棄物、化学物質、流出油、侵入生物、微粒子によって汚染されています。 現在、世界の海には 5 兆 2,500 億個のプラスチックが存在し、年間 800 万トンのペースで増加しています9。 サンゴ礁やマングローブなどの海洋生息地の破壊は、それらが支えている動植物に重大な影響を及ぼします10,11。 実際、海洋生物の25％が生息する世界のサンゴ礁の10％が破壊され、さらに60％が危機に瀕している。 世界の水産物生産量の約 23% を占める乱獲 12 と、海洋酸性化と循環パターンの異常を悪化させる気候変動が、海洋生物をさらに脅かしている 13,14。

これに対応して、海洋の持続可能性を改善するために、新たなコンピューター技術が提案されています。 センサーと監視システムはすでに海洋特性に関する大量のデータを収集しています。 たとえば、Ocean Observatories Initiative は、音響ドップラー電流プロファイラー、導電率、温度、深さセンサー、蛍光計、濁度センサーを使用して、北東太平洋、中央および南カリフォルニアの物理的、生化学的、地質学的特性の連続的かつ高解像度の測定を提供しています。現在のシステムとフアン・デ・フカ・プレート15. これらのデータは、より良いガバナンスに向けた海洋計画の情報を提供します。 欧州宇宙機関のセンチネル衛星ミッションは、海面水温、海の色、海氷の覆いなど、さまざまなパラメータに関するデータを提供します16。 Argo ロボットフロート (リアルタイム地層海洋学用アレイ) は、深さ 1 ～ 2 km を漂い、溶存酸素と硝酸塩、入射日射量を記録して、海洋 CO2 吸収と気候変動の影響についての理解を深めます17。 このようなテクノロジーを地理情報システム (GIS) ソフトウェアと組み合わせると、保全価値のある地域を特定するのに役立ちます。 たとえば、GIS ベースのツールである Ocean Health Index18 は、地球規模から局所規模まで海洋の健全性を評価し、保護が必要な地域を認識するために使用されます。