उष्णकटिबंधीय चक्रवात चरम मौसम की घटनाएं हैं, जो कम वायुमंडलीय दबाव, तेज हवाओं और भारी बारिश वाले गर्म उष्णकटिबंधीय महासागरों के ऊपर गठित विशेषता हैं। उष्णकटिबंधीय तूफानों की गति 39 मील प्रति घंटे से अधिक होती है, जबकि तूफानों में 74 मील प्रति घंटे और उससे अधिक की लगातार हवाएं चलती हैं।
गर्म पानी चक्रवात की निरंतरता को बढ़ावा देता है, जिसके कारण समुद्र की सतह ठंडी हो जाती है, और तेज हवा की गति धाराओं को बढ़ा देती है। उत्तरार्द्ध के कारण समुद्र की परतें मिश्रित हो जाती हैं, जिससे सतह पर गहरा और ठंडा पानी आ जाता है। ऐसा करने से, यह चक्रवातों के लिए गर्म पानी के ईंधन को कम करने में मदद कर सकता है, जिससे वे धीमा हो सकते हैं या पूरी तरह से रुक सकते हैं।
जियोफिजिकल रिसर्च लेटर्स में प्रकाशित नए शोध ने महासागरों, विशेष रूप से समुद्री सतह के तापमान पर उष्णकटिबंधीय चक्रवातों के प्रभावों को मॉडल करने के लिए तकनीकी रुख किया है। यह महत्वपूर्ण है क्योंकि तापमान व्यापक पारिस्थितिकी तंत्र प्रतिक्रियाओं के साथ-साथ उन जीवों को भी प्रभावित कर सकता है जो महासागरों को अपना घर कहते हैं।
मशीन लर्निंग-आधारित रैंडम फारेस्ट विधि ने प्रणाली को प्रशिक्षित करने और उत्तर पश्चिमी प्रशांत महासागर के भीतर समय, स्थान के साथ समुद्र की सतह के तापमान के विकास का पूर्वानुमान लगाने में मदद करने के लिए 1998 से शुरू होने वाले 20 साल की अवधि के आंकड़ों का उपयोग किया। इनमें उष्णकटिबंधीय चक्रवातों के लिए सबसे सक्रिय क्षेत्रों को शामिल किया गया।
चीन में दक्षिणी समुद्री विज्ञान और इंजीनियरिंग गुआंग्डोंग प्रयोगशाला के डॉक्टरेट शोधकर्ता होंगक्सिंग कुई और उनके सहयोगियों ने प्रशांत महासागर घाटी में समुद्र की सतह के ठंडा होने का पूर्वानुमान लगाने के लिए उष्णकटिबंधीय चक्रवातों और तूफान-पूर्व स्थितियों की 12 विशेषताओं का उपयोग किया।
इन विशेषताओं में चक्रवात की तीव्रता, गति और दिशा जिस पर चक्रवात चल रहा है, 30 समुद्री मील की गति तक पहुंचने वाले चक्रवात की सबसे छोटी त्रिज्या, उष्णकटिबंधीय चक्रवात के केंद्र का देशांतर और अक्षांश, मिश्रित परत की गहराई, समुद्र की सतह की ऊंचाई, समुद्र की सतह का तापमान, 75 मीटर की गहराई पर समुद्र का तापमान और वर्तमान गति में परिवर्तन शामिल हैं।
उपरोक्त में से, उष्णकटिबंधीय चक्रवात की तीव्रता, गति और आकार, तूफान-पूर्व मिश्रित परत की गहराई और समुद्र की सतह के तापमान का समुद्र में देखे गए बाद के सतह के तापमान पैटर्न पर सबसे महत्वपूर्ण प्रभाव पाया गया।
रेंडम फारेस्ट विधि मॉडल को 1998 से 2018 के बीच आने वाले 6,27,400 उष्णकटिबंधीय चक्रवातों के ऐतिहासिक आंकड़ों के साथ प्रशिक्षित किया गया था और घटना से पहले के तीन दिनों से लेकर उसके गुजरने के 14 दिनों के बाद तक उष्णकटिबंधीय चक्रवात गतिविधि पर नजर रखता है।
शोध में कहा गया कि, घटना से दो दिन पहले ठंडक शुरू हो गई थी, जो उष्णकटिबंधीय चक्रवात के गुजरने के दौरान तेज हो गई, लेकिन वास्तव में घटना के अगले दिन चरम पर थी, समुद्र की सतह के तापमान में 1.3 डिग्री सेल्सियस से अधिक की गिरावट के साथ श्रेणी तीन से पांच के तूफान तक पहुंच गया।
इसी अवधि में ठंड बढ़ गई और समुद्र की सतह का एक बड़ा हिस्सा भी प्रभावित हुआ, हालांकि अधिकतम ठंड उष्णकटिबंधीय चक्रवात के सीधे रास्ते से 50 किमी दाईं ओर उससे दूर पाई गई। दो से चार दिनों तक महासागर अपेक्षाकृत तेजी से गर्म होने लगे क्योंकि वे सामान्य स्थिति में लौटने लगे, उसके बाद 14वें दिन धीमी गति से सुधार हुआ जब शीतलन प्रभाव स्थानीय औसत से केवल 0.4 डिग्री सेल्सियस कम हो गया।
उथली मिश्रित समुद्री परत वाले क्षेत्रों में अधिक तीव्रता, बड़े और धीमी गति से चलने वाले उष्णकटिबंधीय चक्रवात सतही जल पर अधिक शीतलन प्रभाव डालते हैं। तूफान की तीव्रता और गति का स्थानीय प्रभाव अधिक होता है, जबकि चक्रवात का पूरा आकार, तूफान-पूर्व महासागर की मिश्रित परत की गहराई और समुद्र की सतह का तापमान एक बड़े क्षेत्र पर शीतलन प्रभाव को प्रभावित करता है।
रैंडम फारेस्ट विधि से पूर्वानुमानों के साथ वास्तविक आंकड़ों की तुलना करने पर, शोध टीम को परिणामों के बीच अच्छा संबंध मिला और इसलिए उन्हें भविष्य के उष्णकटिबंधीय चक्रवात की घटनाओं के लिए मॉडल की मशीन लर्निंग की क्षमता पर भरोसा है।
इसके कारण इसका उपयोग वैश्विक स्तर पर अन्य महासागरीय घाटियों में प्रभावों का मॉडल तैयार करने के लिए किया जा सकता है और महासागरों में प्राथमिक उत्पादकों की उत्पादकता पर उष्णकटिबंधीय चक्रवातों के प्रभाव का पता लगाने में मदद मिल सकती है, जैसे कि प्रकाश संश्लेषण करने वाले शैवाल, जो समुद्र के पारिस्थितिक तंत्र में शामिल जटिल खाद्य जाल का आधार बनते हैं।