2023 年，在全球对有记录以来最热年份和海洋温度创历史新高的日益关注中，人们的注意力转向了南极海冰。继 2023 年 2 月创下最低纪录后，南极海冰的扩张异常缓慢，到 2023 年 7 月 6 日，异常面积达到-280.9 万平方公里。在连续两年（2022 年和 2023 年）2 月创下最低记录，2023 年被称为"海冰最少年"之后，人们猜测 2024 年 2 月有可能创下历史新低。
利用先进的深度学习模型对 2024 年 2 月的南极海冰进行了预测，结果与实际观测结果非常吻合，这肯定了模型在当前全球变暖问题中的有效性。2018年2月4日，南极罗斯海的海冰。图片来源：刘健
2023 年 11 月，南极海冰预报网络-南方（SIPN-South）项目协调了另一次夏季海冰状况预报，特别是 2024 年 2 月的预报。在中山大学和南方海洋科学与工程广东实验室（珠海）杨清华教授的带领下，研究团队利用卷积长短期记忆（ConvLSTM）神经网络构建了一个季节尺度的南极海冰预测模型。
研究小组于 2023 年 12 月提交了预测结果，并经过同行评审，于 2024 年 2 月初发表在《大气科学进展》（Advances in Atmospheric Sciences）上。在预测中，研究小组预计 2024 年 2 月南极海冰仍将接近历史最低点，但创下新低的可能性较小。预测2024年2月的海冰面积（SIA）和海冰范围（SIE）分别为144.1万平方公里和210.5万平方公里，略高于2023年观测到的历史最低值。
"我们对ConvLSTM模型预测南极海冰状况的有效性充满信心，因为它在八年再预报实验中的表现令人信服。"杨清华教授也有同感："不过，我们也担心潜在的'鞭打'效应。毕竟预测结果还有待于观测数据的验证。"
最新的 2024 年 2 月卫星观测结果已经出炉。2024 年 2 月观测到的 SIA 和 SIE 值分别为 151.0 万平方公里和 214.2 万平方公里，接近 2023 年记录的历史最低值（151.1 万平方公里和 191.3 万平方公里）。预测值与观测值的对比显示两者非常接近，这增强了预报系统的可靠性。
此外，2023 年 12 月至 2024 年 2 月的海冰面积和范围均在预测值的一个标准差范围内，这突出表明了预测系统的可靠性。预测数据与观测数据的成功对比验证了 ConvLSTM 模型的准确性及其在可靠的南极海冰预测方面的潜力。这一结果将于 2023 年 12 月提交给 SIPN-South 国际比较项目，使其成为 15 项贡献中表现最佳的预测之一。
"看着这些对比结果，我们有一种如释重负的感觉，信心倍增。"杨教授反思道，"在地球进入以2023年被断定为'工业化以来最暖年份'为标志的被称为'沸腾时代'的时期，我们的成功预测不仅凸显了加强南极海冰预测研究的重要意义，也展示了深度学习方法在这一关键领域的巨大应用潜力。"
编译来源：ScitechDaily