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Dec 06, 2023

디지털 트윈: 해양 지속가능성을 달성하기 위한 디딤돌?

npj Ocean Sustainability volume 2, Article number: 16 (2023) Cite this article 844 Accesses 9 Altmetric Metrics details Digital twins, a nascent yet potent computer technology, can substantially

npj Ocean Sustainability 2권, 기사 번호: 16(2023) 이 기사 인용

844 액세스

9 알트메트릭

측정항목 세부정보

아직 초기 단계이지만 강력한 컴퓨터 기술인 디지털 트윈은 남획과 서식지 파괴를 완화하고, 모델링 및 해양 오염을 방지하고, 해양 지구공학 대안을 안전하게 평가하여 기후 적응을 지원함으로써 지속 가능한 해양 관리를 크게 발전시킬 수 있습니다. 동시에 디지털 트윈은 다자간 해양 공간 계획을 촉진할 수 있습니다. 그러나 이러한 목적을 위한 이 신흥 기술의 잠재력은 아직 충분히 탐구되지 않았으며 아직 실현되지 않았습니다. 유럽 디지털 트윈(European Digital Twins of the Ocean)이라는 주목할만한 프로젝트가 단 하나뿐입니다. 여기에서는 네 가지 주제 영역에 걸쳐 해양 지속 가능성을 위한 디지털 트윈의 가능성을 고려합니다. 우리는 구현 장벽, 즉 데이터 가용성 및 품질, 호환성 및 비용을 더욱 강조합니다. 해양 데이터 가용성과 관련하여 우리는 무엇보다도 해양 과정에 대한 지식 부족으로 인해 뒷받침되는 공간적 범위, 깊이 범위, ​​시간 해상도 및 제한된 데이터 공유 문제에 주목합니다. 디지털 트윈의 전망에 영감을 받고 임박한 어려움에 대한 정보를 바탕으로 우리는 해양 데이터의 가용성과 품질을 향상하고, 데이터 표준화를 보장하는 조치를 취하고, 보존 가치가 높은 분야에서 구현의 우선순위를 정할 것을 제안합니다. 중첩된 기업' 접근 방식.

바다와 바다가 제공하는 생태계 서비스는 인간 삶의 기본입니다. 그들은 세계 인구의 10~12%에게 생계를 제공하고1 30억 명의 사람들에게 해산물에서 얻은 단백질을 지원합니다2,3. 이곳은 인간 활동으로 생성된 이산화탄소의 약 30%를 흡수하여 지구의 기후를 조절하며4 현재까지 약 230,000종의 해양종이 보고된 등 다양한 동식물군5의 서식지 역할을 합니다6.

그러나 인간은 지속적으로 해양 생태계를 악화시키고, 불안정하게 만들고, 쇠약하게 만들고 있습니다7,8. 해양 환경은 폐기물, 화학 물질, 기름 유출, 침입성 유기체 및 미립자로 오염되어 있습니다. 현재 전 세계 해양에는 5조 2500억 개의 플라스틱 조각이 있으며, 매년 800만 톤씩 증가하고 있습니다9. 산호초, 맹그로브 등 해양 서식지가 계속해서 파괴되면 이들이 지원하는 식물과 동물에게 심각한 결과가 초래됩니다10,11. 실제로 해양 생물의 25%가 서식하는 전 세계 산호초의 10%가 파괴되었으며 나머지 60%는 위험에 처해 있습니다. 전 세계 해산물 생산량의 약 23%를 차지하는 남획과12 해양 산성화 및 순환 패턴 이상을 악화시키는 기후 변화는 해양 생물을 더욱 위협하고 있습니다13,14.

이에 대한 대응으로 해양 지속 가능성을 향상시키기 위해 새로운 컴퓨터 기술이 제안되었습니다. 센서와 모니터링 시스템은 이미 해양 특성에 대한 방대한 양의 데이터를 수집하고 있습니다. 예를 들어, Ocean Observatories Initiative는 음향 도플러 전류 프로파일러, 전도도-온도-깊이 센서, 형광계 및 탁도 센서를 사용하여 북동 태평양, 중부 및 남부 캘리포니아의 물리적, 생화학적, 지질학적 특성에 대한 연속적인 고해상도 측정을 제공합니다. 현재 시스템과 Juan de Fuca Plate15. 이러한 데이터는 더 나은 거버넌스를 향한 해양 계획을 알려줍니다. 유럽 ​​우주국(European Space Agency)의 Sentinel 위성 임무는 해수면 온도, 해양 색상, 해빙 면적을 포함한 다양한 매개변수에 대한 데이터를 제공합니다16. 아르고 로봇 플로트(실시간 지질 해양학 어레이)는 1~2km 깊이에서 표류하며 용존 산소와 질산염, 유입되는 태양 복사 수준을 등록하여 해양 CO2 흡수 및 기후 변화 영향에 대한 이해를 향상시킵니다17. 지리 정보 시스템(GIS) 소프트웨어와 함께 이러한 기술은 보존 가치가 있는 영역을 식별하는 데 도움이 됩니다. 예를 들어, GIS 기반 도구인 해양 건강 지수(Ocean Health Index)18는 전 지구적 규모에서 지역적 규모에 이르기까지 해양의 건강 상태를 평가하고 보호가 필요한 지역을 인식하는 데 사용됩니다.