2 Khái niệm Dòng biển và Đồng Biến là gì ? (Ý nghĩa – Vai trò – lợi ích)

Dòng biển là gì?

Dòng biển hay còn gọi là hải lưu là sự chuyển động liên tục, có hướng của nước biển được tạo ra bởi một số lực tác động lên mặt nước, bao gồm gió, hiệu ứng Coriolis, sóng phá vỡ, hoạt động uốn lượn, cũng như chênh lệch nhiệt độ và độ mặn. Các đường bao độ sâu, cấu hình đường bờ và sự tương tác với các dòng chảy khác ảnh hưởng đến hướng và cường độ của dòng chảy. Dòng biển chủ yếu là dòng nước chuyển động theo phương ngang.

Một dòng biển chảy trong khoảng cách rất xa và chúng cùng nhau tạo nên băng tải toàn cầu, đóng vai trò chi phối trong việc xác định khí hậu của nhiều vùng trên Trái đất. Cụ thể hơn, các dòng biển ảnh hưởng đến nhiệt độ của các khu vực mà chúng di chuyển qua đó. Ví dụ, các dòng nước ấm đi dọc theo các bờ biển ôn đới hơn sẽ làm tăng nhiệt độ của khu vực bằng cách làm ấm các làn gió biển thổi qua chúng. Có lẽ ví dụ nổi bật nhất là Dòng chảy Vịnh, khiến Tây Bắc Châu Âu trở nên ôn hòa hơn nhiều so với bất kỳ khu vực nào khác ở cùng vĩ độ. Một ví dụ khác là Lima, Peru, nơi có khí hậu mát mẻ hơn, thuộc vùng cận nhiệt đới, so với các vĩ độ nhiệt đới mà khu vực này nằm, do tác động của Dòng chảy Humboldt.

Dòng hải lưu là các dạng chuyển động của nước ảnh hưởng đến các vùng khí hậu và các kiểu thời tiết trên khắp thế giới. Chúng chủ yếu được thúc đẩy bởi gió và mật độ nước biển, mặc dù nhiều yếu tố khác – bao gồm cả hình dạng và cấu hình của lưu vực đại dương mà chúng chảy qua – ảnh hưởng đến chúng. Hai loại dòng chảy cơ bản – dòng chảy trên bề mặt và dòng nước sâu – giúp xác định đặc tính và dòng chảy của nước biển trên khắp hành tinh.

Ảnh hưởng của dòng biển đến khí hậu và sinh thái

Các dòng hải lưu rất quan trọng trong việc nghiên cứu các mảnh vụn biển và ngược lại. Các dòng điện này cũng ảnh hưởng đến nhiệt độ trên khắp thế giới. Ví dụ, dòng hải lưu mang nước ấm lên bắc Đại Tây Dương đến tây bắc châu Âu cũng tích tụ và từ từ chặn băng hình thành dọc theo bờ biển, điều này cũng sẽ chặn tàu ra vào các tuyến đường thủy nội địa và cảng biển, do đó các dòng hải lưu đóng vai trò quyết định. ảnh hưởng đến khí hậu của các vùng mà chúng chảy qua.

Các dòng biển lạnh chảy từ các vùng cực và cận cực mang lại rất nhiều sinh vật phù du có vai trò quyết định đối với sự tồn tại tiếp tục của một số loài sinh vật biển chủ chốt trong các hệ sinh thái biển. Vì sinh vật phù du là thức ăn của cá, các quần thể cá phong phú thường sống ở những nơi mà các dòng chảy này chiếm ưu thế.

Các dòng hải lưu cũng rất quan trọng trong việc phát tán nhiều dạng sống. Một ví dụ là vòng đời của cá Chình Châu Âu.

Tầm quan trọng trong kinh tế của dòng biển

Kiến thức về các dòng hải lưu trên bề mặt là điều cần thiết trong việc giảm chi phí vận chuyển, vì việc đi lại với chúng giúp giảm chi phí nhiên liệu. Trong thời đại tàu buồm chạy bằng sức gió, kiến ​​thức về các kiểu gió và dòng hải lưu thậm chí còn cần thiết hơn. Một ví dụ điển hình về điều này là Dòng chảy Agulhas (dọc theo miền đông châu Phi), từ lâu đã ngăn cản các thủy thủ đến Ấn Độ.

Trong thời gian gần đây, các đối thủ đua thuyền buồm trên khắp thế giới tận dụng tốt các dòng chảy bề mặt để xây dựng và duy trì tốc độ. Các dòng hải lưu cũng có thể được sử dụng để sản xuất điện trên biển, với các khu vực của Nhật Bản, Florida và Hawaii đang được xem xét cho các dự án thử nghiệm.

Nguyên nhân hình thành dòng biển

Độ sâu của Cao nguyên Kerguelen ở Nam Đại dương chi phối quá trình của dòng biển sâu phía tây Kerguelen, một phần của mạng lưới các dòng hải lưu toàn cầu.
Động lực học đại dương xác định và mô tả chuyển động của nước trong đại dương. Trường nhiệt độ và chuyển động của đại dương có thể được chia thành ba lớp riêng biệt: lớp hỗn hợp (bề mặt), đại dương trên (trên đường nhiệt) và đại dương sâu. Dòng hải lưu được đo bằng sverdrup (sv), trong đó 1 sv tương đương với tốc độ dòng chảy thể tích 1.000.000 m3 (35.000.000 cu ft) mỗi giây.

Các dòng chảy bề mặt, chỉ chiếm 8% tổng lượng nước trong đại dương, thường bị giới hạn ở độ cao 400 m (1.300 ft) của nước đại dương, và bị tách biệt với các vùng thấp hơn bởi nhiệt độ và độ mặn thay đổi ảnh hưởng đến mật độ của nước , lần lượt, xác định từng khu vực đại dương. Do sự chuyển động của nước sâu trong các lưu vực đại dương là do các lực tác động bởi mật độ và trọng lực, các vùng nước sâu chìm vào các lưu vực đại dương sâu ở vĩ độ cao, nơi có nhiệt độ đủ lạnh để làm cho mật độ tăng lên.

Đồng biến là gì?

Đồng biến: Trong thiết kế của thử nghiệm, hiệp biến là một biến độc lập (biến giải thích, biến phụ thuộc) không bị thao tác bởi người thử nghiệm, nhưng vẫn ảnh hưởng đến phản ứng, chẳng hạn như tuổi.

Tóm tắt: Đồng biến là một biến ảnh hưởng đến kết quả của một thí nghiệm, nhưng không thể kiểm soát được.

Hiểu được sự thay đổi hiệp biến
Trong quá trình huấn luyện mạng nơron sâu, việc điều chỉnh các thông số của lớp trước sẽ làm cho sự phân bố giá trị đầu vào của mỗi lớp thay đổi, điều này làm cho việc huấn luyện mô hình rất phức tạp. Do đó, trong quá trình đào tạo mô hình mạng nơ ron sâu, thông thường cần phải lựa chọn cẩn thận các tham số ban đầu và áp dụng tỷ lệ học nhỏ, điều này không chỉ dẫn đến hiệu quả đào tạo mô hình thấp mà còn làm cho việc đào tạo các mô hình phi tuyến bão hòa trở nên vô cùng khó khăn. Chúng tôi gọi hiện tượng này là sự thay đổi hiệp biến bên trong và giải quyết nó bằng cách chuẩn hóa các đầu vào cho mỗi lớp.

Qua câu này có thể thấy rằng các tham số của mạng nơron là đồng biến, vì chúng không thể điều khiển được và phải thay đổi trong quá trình huấn luyện nên sẽ có tác động đến giá trị đầu ra nên khi các tham số thay đổi sẽ xảy ra đồng biến. Chuyển khoản.

Trong học chuyển đổi, khi giá trị của hiệp biến thay đổi, phân phối mẫu đầu ra cũng thay đổi, dẫn đến sự khác biệt trong phân phối của miền nguồn và miền đích. Nếu chúng ta có thể sửa lỗi di chuyển của hiệp biến này, chúng ta có thể miền nguồn được kết hợp với miền đích để đào tạo mô hình.

Ứng dụng

Trong lý thuyết xác suất và thống kê, hiệp phương sai là thước đo sự biến thiên chung của hai biến ngẫu nhiên. Nếu các giá trị lớn hơn của một biến chủ yếu tương ứng với các giá trị lớn hơn của biến kia và các giá trị nhỏ hơn tương ứng với các giá trị nhỏ hơn (nghĩa là các biến có xu hướng thể hiện hành vi tương tự), hiệp phương sai là dương, gọi là đồng biến. Trong trường hợp ngược lại, khi các giá trị lớn hơn của một biến chủ yếu tương ứng với các giá trị nhỏ hơn của biến kia, (nghĩa là các biến có xu hướng thể hiện hành vi ngược lại), hiệp phương sai là âm là nghịch biến. Do đó, có thể thấy các ứng dụng của hiệp phương sai cũng là ứng dụng của đồng biến.

Ứng dụng sinh học

Hiệp phương sai là một thước đo quan trọng trong sinh học. Các trình tự nhất định của DNA được bảo tồn nhiều hơn các trình tự khác giữa các loài, và do đó để nghiên cứu cấu trúc bậc hai và bậc ba của protein, hoặc cấu trúc RNA, các trình tự được so sánh ở các loài có quan hệ họ hàng gần. Nếu các thay đổi trình tự được tìm thấy hoặc không có thay đổi nào được tìm thấy trong RNA không mã hóa (chẳng hạn như microRNA), các trình tự được tìm thấy là cần thiết cho các mô típ cấu trúc chung, chẳng hạn như vòng RNA. Trong di truyền học, hiệp phương sai là cơ sở để tính toán Ma trận mối quan hệ di truyền (GRM) (hay còn gọi là ma trận họ hàng), cho phép suy luận về cấu trúc quần thể từ mẫu không có họ hàng gần cũng như suy luận về ước tính khả năng di truyền của các tính trạng phức tạp.

Trong thuyết tiến hóa và chọn lọc tự nhiên, phương trình Price mô tả tần số thay đổi của một tính trạng di truyền theo thời gian. Phương trình sử dụng hiệp phương sai giữa một đặc điểm và tính trạng để đưa ra một mô tả toán học về sự tiến hóa và chọn lọc tự nhiên. Nó cung cấp một cách để hiểu những tác động mà truyền gen và chọn lọc tự nhiên có đối với tỷ lệ gen trong mỗi thế hệ mới của quần thể.  Phương trình Giá được suy ra bởi George R. Price, để suy ra lại công trình của W.D. Hamilton về lựa chọn họ hàng. Ví dụ về phương trình Giá đã được xây dựng cho các trường hợp tiến hóa khác nhau.

Trong kinh tế tài chính
Phương sai đóng một vai trò quan trọng trong kinh tế tài chính, đặc biệt là trong lý thuyết danh mục đầu tư hiện đại và trong mô hình định giá tài sản vốn. Các phương sai giữa lợi nhuận của các tài sản khác nhau được sử dụng để xác định, theo các giả định nhất định, số lượng tương đối của các tài sản khác nhau mà nhà đầu tư nên (trong một phân tích chuẩn tắc) hoặc được dự đoán (trong một phân tích tích cực) chọn nắm giữ trong bối cảnh đa dạng hóa.

Trong đồng hóa dữ liệu khí tượng và hải văn
Ma trận hiệp phương sai rất quan trọng trong việc ước tính các điều kiện ban đầu cần thiết để chạy các mô hình dự báo thời tiết, một quy trình được gọi là đồng hóa dữ liệu. ‘Ma trận hiệp phương sai dự báo’ thường được xây dựng giữa các nhiễu động xung quanh một trạng thái trung bình (trung bình khí hậu hoặc tổng thể). ‘Ma trận hiệp phương sai lỗi quan sát’ được xây dựng để biểu thị độ lớn của sai số quan sát kết hợp (trên đường chéo) và sai số tương quan giữa các phép đo (ngoài đường chéo). Đây là một ví dụ về ứng dụng rộng rãi của nó đối với bộ lọc Kalman và ước tính trạng thái tổng quát hơn cho các hệ thống thay đổi theo thời gian.

Trong khí tượng vi mô
Kỹ thuật hiệp phương sai xoáy là một kỹ thuật đo lường khí quyển quan trọng trong đó hiệp phương sai giữa độ lệch tức thời của tốc độ gió thẳng đứng từ giá trị trung bình và độ lệch tức thời trong nồng độ khí là cơ sở để tính toán thông lượng hỗn loạn theo phương thẳng đứng.

Đang xử lý tín hiệu
Ma trận hiệp phương sai được sử dụng để nắm bắt sự biến thiên phổ của tín hiệu. [14]

Trong thống kê và xử lý hình ảnh
Ma trận hiệp phương sai được sử dụng trong phân tích thành phần chính để giảm kích thước đặc trưng trong quá trình tiền xử lý dữ liệu.