Прихована активність у Світовому океані: нове дослідження

Світовий океан виявився набагато більш завантаженим, ніж вважалося раніше

Нещодавнє дослідження організації Global Fishing Watch виявило значно більший обсяг морської діяльності, ніж вважалося раніше. Океан, що покриває понад 70% поверхні Землі, є життєво важливою артерією світової торгівлі, ключовим джерелом продовольства та важливим гравцем у виробництві енергії.

Попри його величезне значення, значна частина подій на його поверхні залишається прихованою. Використовуючи супутникові знімки, дані GPS суден та штучний інтелект, дослідники створили безпрецедентно детальну карту переміщень промислових суден та морської енергетичної інфраструктури.

Результати дослідження виявили шокуючі прогалини в державних системах моніторингу, що викликає серйозне занепокоєння щодо прозорості на морі, екологічної стійкості та глобальної безпеки.

"Темні" судна в морі: масштаб прихованої активності

Протягом багатьох років морські організації та уряди покладалися на Автоматичну ідентифікаційну систему (AIS) для відстеження переміщень суден. Хоча AIS корисна для моніторингу зареєстрованих суден, вона має значні обмеження. Не всі країни вимагають її використання, і багато суден відключають свої транспондери, щоб уникнути виявлення, особливо ті, що займаються незаконним рибальством, контрабандою та іншою протиправною діяльністю.

Експерти з'ясували, що від 72% до 76% світових промислових риболовних суден не відстежуються публічно – це вражаюча цифра, що підкреслює приховані масштаби комерційного рибальства. Ще більш тривожним є те, що від 21% до 30% активності транспортних та енергетичних суден відсутні в державних системах моніторингу, що ще більше приховує справжні масштаби промислового використання океану.

Наслідки прихованої рибальської діяльності

Більша частина цієї невідстежуваної активності зосереджена в Південній Азії, Південно-Східній Азії, а також на північному та західному узбережжі Африки. Ці регіони, багаті на морське біорізноманіття, також є гарячими точками нелегального рибальства, надмірної експлуатації морських ресурсів та деградації навколишнього середовища.

Без надійної та прозорої системи відстеження уряди та захисники природи з великими труднощами можуть забезпечувати дотримання правил, захищати запаси риби та контролювати морську безпеку. Наслідки діяльності цих "темних" суден виходять далеко за межі рибальства.

Понад мільярд людей залежать від океану як від основного джерела їжі, а 260 мільйонів людей безпосередньо зайняті у світовому морському рибальстві. Крім того, 80% усіх товарів, що продаються, транспортуються морськими шляхами, і майже 30% світового видобутку нафти відбувається на шельфі. Без точного відстеження незаконна діяльність, така як примусова праця, торгівля людьми та екологічні злочини, може тривати безконтрольно, підриваючи зусилля щодо сталого управління океаном.

ШІ та супутники: революція у виявленні "темних" суден

Щоб подолати обмеження AIS та інших традиційних систем відстеження, дослідники звернулися до штучного інтелекту та супутникових технологій. Вони використали моделі глибокого навчання для сканування вражаючих двох петабайтів супутникових знімків із супутникової групи Sentinel-1 Європейського космічного агентства.

Ця система на базі ШІ була навчена виявляти та класифікувати судна з вражаючою точністю, значно перевершуючи попередні методи. Команда спроектувала та навчила три глибокі згорткові нейронні мережі для аналізу супутникових знімків та даних GPS суден. Ці моделі досягли точності виявлення об'єктів понад 97%, точності класифікації морської інфраструктури 98% і точності 90% при розрізненні рибальських суден від нерибальських.

Безпрецедентне виявлення невідстежуваної активності

Набір даних, використаний для цього аналізу, був величезним. Дослідники вивчили 67 мільйонів фрагментів зображень, включаючи 53 мільярди позицій суден AIS, щоб визначити, які судна активно транслювали своє місцезнаходження, а які працювали в тіні. Роздільна здатність супутникового радара дозволила команді виявляти об'єкти розміром всього 15 метрів, що зробило можливим відстеження промислових риболовних суден, вантажних кораблів, танкерів і морської інфраструктури з безпрецедентною чіткістю.

"Наше супутникове картування виявило високу щільність активності суден у великих районах океану, які раніше показували низьку або нульову активність у державних системах відстеження", – заявила дослідницька група.

Результати дослідження вже змінили наше розуміння глобальної морської діяльності, виявивши райони, де рибальські та транспортні судна працюють без нагляду. Цей новий метод відстеження суден матиме вирішальне значення для виявлення гарячих точок незаконного рибальства, виявлення порушень прав людини в морі та поліпшення контролю за морськими природоохоронними районами (MPA).

Зростання морської енергетики: вітер проти нафти

Окрім переміщень суден, дослідження також відобразило на карті швидке розширення морської енергетичної інфраструктури. До 2021 року морські вітрові турбіни перевершили нафтові вишки за кількістю, що стало важливою віхою у переході до відновлюваних джерел енергії.

На вітроенергетику припало 48% усіх морських споруд, тоді як нафтові установки склали 38%.

Незважаючи на зростання вітроенергетики, трафік суден, пов'язаних з нафтою, як і раніше, значно перевищує трафік вітрової інфраструктури: нафтові платформи генерують у п'ять разів більше активності суден, ніж вітропарки. Глобальний зсув у бік морських відновлюваних джерел відбувається, але нафта залишається домінуючою з точки зору морського трафіку та промислового сліду.

Зростаючий слід морської енергетики

Дослідження Global Fishing Watch показало, що морські вітропарки сильно сконцентровані в Північній Європі (52%) і Китаї (45%), причому в Китаї спостерігалося надзвичайне зростання кількості морських вітрових турбін на 900% у період з 2017 по 2021 рік.

Тим часом морська нафтова інфраструктура залишається зосередженою в Мексиканській затоці, Перській затоці та Південно-Східній Азії, причому США, Саудівська Аравія та Індонезія лідирують за кількістю встановлених нафтових платформ.

У міру подальшого зростання інфраструктури відновлюваної енергії критично важливим стане розуміння того, як ці структури взаємодіють з існуючими морськими галузями. Дослідження виявило, що траулери уникають риболовлі в радіусі одного кілометра від нафтових платформ, ймовірно, щоб запобігти заплутуванню сіток. Однак інша рибальська активність збільшується навколо морської інфраструктури, оскільки ці споруди можуть слугувати штучними рифами, що приваблюють морських мешканців.

Майбутнє морського спостереження: моніторинг у реальному часі

На додаток до супутникового відстеження суден, нові технології на базі ШІ покликані здійснити революцію у виявленні кораблів у реальному часі. Система оперативного моніторингу Землі (REMIS), розроблена у партнерстві з ESA, S[&]T, Vake та EmLogic у Норвегії, обіцяє визначати місцезнаходження кораблів за години замість днів.

Поточний супутниковий моніторинг базується на передачі зображень на Землю, їх наземній обробці та ручному аналізі, що може займати дні. До моменту отримання даних владою "темні" судна можуть сховатися, що ускладнює правозастосування.

REMIS попередньо фільтруватиме зображення в космосі, надаючи пріоритет тим, що містять кораблі, перш ніж надсилати їх на наземні станції. Це радикально скорочує час передачі даних і витрати на обробку, дозволяючи владі відстежувати судна майже в реальному часі.

"Якщо ми зможемо ідентифікувати кораблі вже на борту супутника і, потенційно, об’єднати це з системами ШІ, ми зможемо позначати "темні" судна та надавати пріоритет сценам, що містять кораблі або їхні місця розташування", – пояснила Маріс Талі, технічний спеціаліст, яка керує проєктом.

Ця система буде особливо цінною для виявлення суден, що займаються незаконним рибальством, запобігання зіткненням кораблів та перенаправлення морського трафіку під час надзвичайних ситуацій. Вона є значним кроком вперед у глобальному моніторингу океану.

Вплив COVID-19 на морську активність

Дослідження також вивчило, як на морську діяльність вплинула пандемія COVID-19. Хоча світова рибальська активність впала на 12% у 2020 році, вона ще не повернулася до допандемічного рівня. Однак активність транспортних та енергетичних суден у той самий період залишалася відносно стабільною.

Це зниження рибальства є частиною довгострокової тенденції. З 1980-х років світовий вилов морської риби залишається на одному рівні, оскільки багато рибопромислових районів досягли або перевищили межі стійкості. Тим часом морська енергетика та морська торгівля продовжують розширюватися, змінюючи взаємодію людини з океаном.

У міру прискорення індустріалізації океану конфлікти між рибальством, розробниками енергетики та екологами, ймовірно, будуть посилюватися. Розуміння цих тенденцій необхідне політикам, екологічним групам та лідерам галузі для прийняття обґрунтованих рішень щодо управління морськими ресурсами.

Заклик до прозорості та підзвітності

Результати цього дослідження підкреслили гостру необхідність у більшій прозорості морської діяльності. Оскільки три чверті промислового рибальства відбувається поза державними системами відстеження, уряди повинні прийняти більш суворі правила та кращі механізми правозастосування.

Супутниковий моніторинг на базі ШІ та системи виявлення в реальному часі, такі як REMIS, пропонують потужні нові інструменти для боротьби з нелегальним рибальством, поліпшення управління океаном та забезпечення дотримання екологічних норм.

У міру зростання людської діяльності в океані потреба у підзвітності, стійкості та міжнародній співпраці стає як ніколи великою. Висвітлюючи прихований промисловий флот, що працює в наших океанах, наука і технології прокладають шлях до більш прозорого та сталого майбутнього.