9月20日-21日，中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋環(huán)境與島礁生態(tài)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“實(shí)驗(yàn)室”）主任杜巖研究員受邀參加在青島召開(kāi)的“2025物理海洋前沿論壇”。會(huì)上，杜巖作“海境·渦流大模型：海洋非平衡態(tài)動(dòng)力學(xué)與AI海流重構(gòu)”報(bào)告，詳細(xì)介紹了“海境·渦流大模型”的研發(fā)背景、技術(shù)構(gòu)架以及下一步工作方向。借此，“海境·渦流大模型1.0”正式發(fā)布。
海洋非平衡態(tài)動(dòng)力學(xué)是海洋科學(xué)的前沿，是在目前地轉(zhuǎn)平衡理論基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一門(mén)學(xué)科。海洋表層典型的海洋非平衡態(tài)過(guò)程包括：Ekman流、近慣性流、潮流以及波和風(fēng)所致不穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)的流（亞中尺度過(guò)程）等，約占80%的海洋表層瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)形式，顯著影響氣候變化和碳收支。現(xiàn)有海洋觀測(cè)僅能刻畫(huà)百公里尺度以平衡態(tài)為主的過(guò)程，依據(jù)地轉(zhuǎn)平衡理論和衛(wèi)星動(dòng)力高度獲得的海表流場(chǎng)無(wú)法準(zhǔn)確刻畫(huà)非平衡態(tài)過(guò)程。實(shí)驗(yàn)室海洋動(dòng)力熱力過(guò)程研究團(tuán)隊(duì)最新提出了利用海表動(dòng)力高度和海表溫度診斷海表全流的方法，該方法具備了獲得海表非平衡態(tài)海流的能力。海洋非平衡態(tài)過(guò)程可顯著影響上層300-400米的海流，這部分海流的獲取方法是目前研究中的難點(diǎn)。
針對(duì)這一難點(diǎn)，“海境·渦流大模型”應(yīng)運(yùn)而生。它是一款端到端的海洋三維流場(chǎng)智能重構(gòu)大模型，創(chuàng)新性地利用海表高分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，通過(guò)智能映射技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)海洋三維全流場(chǎng)的快速現(xiàn)報(bào)?！昂＞场u流大模型”包含兩套流場(chǎng)重構(gòu)方案：①利用海表衛(wèi)星數(shù)據(jù)結(jié)合SwinUnet模型直接重構(gòu)次表層三維全流場(chǎng)；②利用海表衛(wèi)星和三維溫鹽數(shù)據(jù)結(jié)合創(chuàng)新開(kāi)發(fā)的SpadeUp模型重構(gòu)次表層三維全流場(chǎng)。方案一能夠有效重構(gòu)上層350米的海表全流，方案二在有三維溫鹽輸入的情況下能夠進(jìn)一步提高混合層之下（到550米）全流場(chǎng)的重構(gòu)精度。
研究團(tuán)隊(duì)表示，未來(lái)將繼續(xù)深化海洋動(dòng)力學(xué)與人工智能方法的融合，拓展模型重構(gòu)深度至上層2000米，并擴(kuò)展至全球范圍，同時(shí)增強(qiáng)現(xiàn)報(bào)模塊功能，為海洋環(huán)境保障應(yīng)用和海洋動(dòng)力學(xué)研究提供數(shù)據(jù)支撐。
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