深入学习了河氧含量的重要因素

溶解氧的量在河里事关生死的植物和动物生活在其中,但这种氧浓度变化大大河从一个到另一个,这取决于他们独特的温度、光线和流。更好地了解哪些因素影响溶解氧的浓度最大,宾夕法尼亚州立大学的研究人员使用一种深度学习模型来分析数据从数以百计的河流在美国。

氧浓度是一项重要的衡量水质溶解氧因为鱼类和其他水生生物需要呼吸,据魏之土木与环境工程助理研究教授和这项研究的第一作者,最近发表在自然水。

”的研究表明,三个主要因素——流、温度和阳光,影响溶解氧的量在河流或溪流,”之说。“我们想知道,在美国大陆,这些司机竞争主导。”

根据通讯作者丽丽,巴里和雪莉埃塞特宾夕法尼亚州立大学土木与环境工程教授,普遍的看法是,所有三个因素影响:速度流流动的影响空气中的氧气如何快速溶解在水;温度会影响多少氧气的水可以从空中拉;水和阳光照耀到的程度会影响多少氧气的植物在水里可以做自己。

然而,“它具有挑战性,找出哪些因素是最重要的在大陆范围内,因为不同数量的监测数据在不同的河流在不同的时间,”之说。“没有一致性的方式以不同河流溶解氧浓度。例如,一些河流测量只在夏季在1980年代,一些河流测量只在2000年代在春天。”

使用40年的数据从580年河流在连续的美国——每个具有独特的温度、流量和阳光条件——研究者们训练了很长一段短期记忆深刻的学习模型找出天气条件和溶解氧之间的关系。

“传统上,很难预测如此大规模的溶解氧含量,同时用一个模型,”李说。“但深度学习和大数据的方法,我们可以这么做。深度学习模型使大规模系统分析模式和司机。”

模型显示,在大陆范围内,温度超过光和流量控制溶解氧动态。光的第二个重要因素溶解氧水平,而流量最小的影响,根据研究结果。

“温度是主要的司机的日常美国河流溶解氧动态”之说。“相当准确的预测的氧气浓度可以由温度。在变暖的河流溶解氧下降,对水安全有着重要的影响和生态系统健康在未来气候变暖。”

参考:智W,欧阳W,沈C,李l .温度超过光和流量的主要驱动美国河流溶解氧。Nat水。2023;1 (3):249 - 260。doi:10.1038 / s44221 - 023 - 00038 - z

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