التنبؤ بالطقس باستخدام الذكاء الاصطناعي الأمل لتقليل خسائر الكوارث المناخية.. لا يمنع الأحداث المتطرفة

عندما اجتاحت الفيضانات أجزاء من أوروبا في سبتمبر، فاجأ حجم الدمار الناس، ولم يكن من المفترض أن تهطل الأمطار الغزيرة، لأن أنظمة التنبؤ المتطورة المعززة بالذكاء الاصطناعي كانت قادرة على التنبؤ بها.
ولكن التحذير المسبق لا يعني الاستعداد المسبق، فرغم أن الأمطار كانت متوقعة بدقة، فإن التأثيرات في المناطق التي غمرتها الفيضانات لم تكن كذلك ــ وهي حقيقة تسلط الضوء على الصعوبات التي تكتنف التعامل مع الطقس المتطرف المتزايد الشيوع.

لقد أدى الذكاء الاصطناعي إلى تعزيز القدرة على التنبؤ بالطقس، وذلك باستخدام مجموعة من الأدوات الإحصائية لتحليل سنوات من البيانات التاريخية والتنبؤ بالأنماط، وبتكلفة أقل من التنبؤات الجوية الرقمية التقليدية.
يمكن لتقنية الذكاء الاصطناعي إنشاء تنبؤات أكثر تحديدًا قبل وقوع أحداث مثل الفيضانات في المناطق الحضرية أو في التضاريس المعقدة مثل المناطق الجبلية.

استخدام نماذج التنبؤ الحديثة

على سبيل المثال، وجد أن برنامج GraphCast الذي تموله شركة Google، وهو أسلوب قائم على التعلم الآلي يتم تدريبه مباشرة من بيانات إعادة التحليل، يتفوق على النماذج التقليدية.

تعتمد بيانات إعادة التحليل على إعادة تشغيل التوقعات السابقة باستخدام نماذج التنبؤ الحديثة لتوفير الصورة الأكثر اكتمالاً للطقس والمناخ في الماضي.

لكن الخبراء يقولون إن هناك فجوات لا تزال قائمة في المعرفة، وفي كيفية استخدام المعلومات، وفي الاستثمار لتعزيز نماذج جمع البيانات.

وقال أندرو تشارلتون بيريز، أستاذ الأرصاد الجوية بجامعة ريدينج في المملكة المتحدة: “في بعض الحالات وبالنسبة لبعض المتغيرات، يمكن لنماذج الذكاء الاصطناعي أن تتفوق على النماذج القائمة على الفيزياء، ولكن في حالات أخرى العكس”.

الكوارث الجوية تصبح أكثر صعوبة في التنبؤ بها

إن إحدى المشكلات تكمن في أن فعالية نموذج الذكاء الاصطناعي لا تتحدد إلا بقدر المعلومات التي يتم تزويده بها، فإذا كانت البيانات المدخلة قليلة، أو إذا حدثت أحداث متطرفة بشكل متكرر في أوقات مختلفة من العام أو في مناطق مختلفة، فإن الكوارث الجوية تصبح أكثر صعوبة في التنبؤ بها.

وأضاف تشارلتون بيريز: “إن الاستخدام الجيد لتوقعات الطقس المستندة إلى الذكاء الاصطناعي سيكون في استكمال وتعزيز مجموعة أدوات التنبؤ لدينا، ربما من خلال السماح لنا بإنتاج مجموعات أكبر من التوقعات التي تمكن من التقييم الدقيق وتفسير احتمالية وقوع الأحداث المتطرفة”.

التواصل هو المفتاح

منذ شهر يناير، بدأ المركز الأوروبي للتنبؤات الجوية متوسطة المدى (ECMWF)، وهي منظمة مستقلة تقدم توقعات أربع مرات يوميًا للدول الأوروبية، في استخدام نظام الذكاء الاصطناعي/التنبؤ المتكامل (AIFS).

يتيح نموذج التنبؤ المعتمد على البيانات هذا تقديم تنبؤات متعددة بسرعة، كما يقدم تنبؤات طويلة الأجل للأحداث الجوية مثل الأعاصير وموجات الحر.

يقول الخبراء، إن قراءات المركز الأوروبي للتنبؤات الجوية متوسطة المدى التي سبقت فيضانات سبتمبر كانت دقيقة.
وقال توماس ووستال، مسؤول الصحافة في المرصد الجوي GeoSphere Austria، لموقع Context/مؤسسة تومسون رويترز إن نماذجهم الرقمية – بما في ذلك توقعات ECMWF – توقعت هطول 300-400 ملم (11.8-15.7 بوصة) من الأمطار محليًا، وهو ما حدث بالفعل.

ولكن حتى مع وجود توقعات دقيقة، يقول العلماء إن التواصل هو المفتاح، وخاصة في عصر حيث يعني تغير المناخ أن الطقس المتطرف أصبح أكثر تواترا.

وقالت شروتي ناث، مساعدة أبحاث ما بعد الدكتوراه في مجال التنبؤ بالطقس والمناخ في جامعة أكسفورد: “أعتقد أن ما حدث مع (الفيضانات الأخيرة) … هو أنها نادرة للغاية – حدث يحدث مرة واحدة كل 150 إلى 200 عام – لدرجة أنه حتى لو التقطته نماذج الطقس، فهناك درجة معقولة من عدم اليقين”.
وأضافت “يتعين عليك أن تصدر التحذير بطريقة تواصلية، في ضوء درجة الخطورة التي قد يخلفها على الناس، وعندها يمكن للناس أن يدركوا أن تكلفة التقاعس عن العمل مقارنة بتكلفة العمل أعظم كثيراً. ومن ثم فإنهم سوف يستثمرون المزيد من الموارد”.

هل أوروبا متخلفة عن الركب؟

حذر تقرير صادر عن الوكالة الأوروبية للبيئة من أن أوروبا تواجه مخاطر مناخية عاجلة تتجاوز السياسات وإجراءات التكيف.

وتقول الوكالة الأوروبية للبيئة إن درجات الحرارة الشديدة والجفاف وحرائق الغابات والفيضانات سوف تتفاقم في أوروبا حتى في ظل سيناريوهات الاحتباس الحراري العالمي المتفائلة، وسوف تؤثر على الظروف المعيشية في جميع أنحاء القارة.

وبعد الفيضانات، قال مفوض الاتحاد الأوروبي لإدارة الأزمات، يانيز لينارسيتش، إن الكارثة ليست استثناءً.

وأضاف أن “الأحداث المناخية المتطرفة التي كانت تحدث مرة واحدة في العمر أصبحت الآن تحدث سنويا تقريبا. لقد انتقل الواقع العالمي المتمثل في انهيار المناخ إلى الحياة اليومية للأوروبيين”.

ويقول بعض رواد الأعمال في مجال التكنولوجيا إن أوروبا ليست مستعدة.

وقال جوناس تورلاند، المؤسس المشارك لشركة 7Analytics التي تتخذ من النرويج مقراً لها، والتي تطور نماذج للتنبؤ بالفيضانات والانهيارات الأرضية، إن الحكومات والشركات في الولايات المتحدة لديها مديري مخاطر أكثر تعوداً على تقييم المخاطر البيئية، بينما في أوروبا، تفتقر السلطات إلى الاستعداد.

وقال تورلاند، الذي تستخدم نماذجه في مدن أوسلو وبرغن وكريستيانساند، لمؤسسة تومسون رويترز: “نحن غالبا ما نشهد نفقات كبيرة مع الحد الأدنى من الدعم بالبيانات لاتخاذ قرارات مستنيرة”.

وقال “في حين أن الذكاء الاصطناعي يشكل عنصرا حاسما في هذه النماذج، فإن الحكومات للأسف لا تستثمر في أو تشتري حلول الذكاء الاصطناعي المتقدمة هذه”، مضيفا أنه يعتقد أن الحكومات “تتمسك بمقدمي البيانات ومستشاريها القدامى”.

وتشكل معالجة البيانات أيضًا تحديًا لأن نماذج الذكاء الاصطناعي المعقدة هذه تحتاج إلى تشغيل التحديثات كل ساعة مع تغير التوقعات.

ويتطلب ذلك قدرًا كبيرًا من قوة الحوسبة، والكثير من الوقت – وخاصةً في المقاييس الدقيقة.

الشبكة التي تبلغ مساحتها متر واحد في متر والتي تستخدمها 7Analytics للتنبؤات، أكثر تفصيلاً بمقدار 100 مرة من الشبكة التي تبلغ مساحتها 10 أمتار في 10 أمتار، ولكنها تتطلب وقتًا أطول بمقدار 100 مرة للمعالجة.

وتعني قوة الحوسبة العالية أيضًا الحاجة إلى كميات هائلة من الطاقة والمياه، وهو ما يجعل نماذج الذكاء الاصطناعي جزءًا من المشكلة لأنها تضيف إلى انبعاثات تسخين الكوكب التي تؤدي إلى حالة الطوارئ المناخية.

وتدرس بعض شركات التكنولوجيا الكبرى، مثل مايكروسوفت وجوجل، استخدام الطاقة النووية لتشغيل مراكز تخزين البيانات الضخمة الخاصة بها.

الاستثمار في الحلول المادية

ويؤكد علماء آخرون أنه بالإضافة إلى تحسين قدراتهم على التنبؤ، تحتاج السلطات إلى الاستثمار في الحلول المادية، مثل تطوير المناطق التي يمكن فيها تخزين مياه الفيضانات بأمان، وأنظمة الإنذار المبكر.
ويتعين على الدول أيضاً تقليص التنمية في المناطق المعرضة للفيضانات، نظراً لاحتمال حدوث فيضانات أكثر شدة بسبب تغير المناخ، والوفاء بالتزاماتها بالحد من الانبعاثات.

قالت فريدريك أوتو، المحاضرة البارزة في إمبريال كوليدج في لندن، في رد على أسئلة: “إنها ليست مسألة بيانات أو تكنولوجيا أو معرفة، إنها مسألة تنفيذ وإرادة سياسية”، “ما دام العالم يحرق الوقود الأحفوري، السبب الجذري لتغير المناخ، فإن الأحداث المناخية المتطرفة ستستمر في التفاقم، مما يؤدي إلى مقتل الناس وتدمير المنازل، وللحد من هذا الاتجاه، نحتاج إلى استبدال النفط والغاز والفحم بالطاقة المتجددة”.