أول نموذج للتنبؤ بالطقس باستخدام الذكاء الاصطناعي وحلول التعلم الآلي

كشف العلماء مؤخرًا عن أول نموذج للتنبؤ بالطقس على الإطلاق باستخدام الذكاء الاصطناعي (AI) وحلول التعلم الآلي لمساعدة البلدان الأفريقية الضعيفة على بناء المرونة في مواجهة تأثيرات المناخ.

يعمل باحثون من المعهد الأفريقي للعلوم الرياضية (AIMS)، ومقره كيجالي ، رواندا ، على خوارزمية ذكاء اصطناعي جديدة تتيح للمستخدمين النهائيين للتنبؤات الجوية اتخاذ قرارات تعتمد على البيانات.

وفقًا لخبراء المناخ ، تركز هذه الجهود على بناء نظام ذكي للتنبؤ بالطقس متعدد الأبعاد ويتم تحديثه في الوقت الفعلي بمدى طويل، وهو تقنية قادرة على محاكاة التنبؤات طويلة المدى بسرعة أكبر بكثير من نماذج الطقس التقليدية.

تحسين دقة التنبؤ بالطقس

وقالت الدكتورة سيلا محمدو بامبا المؤلف الرئيسي لتقرير التقييم 6 (AR6) الصادر عن الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) لوكالة إنتر بريس: “مفتاح هذه التدخلات هو تحسين دقة التنبؤ بالطقس ومساعدة الحكومات الأفريقية على الاستعداد والاستجابة لحالات الطوارئ الجوية بشكل أفضل”.

يركز نموذج الذكاء الاصطناعي الذي يتم اختباره حاليًا من قبل باحثين من مركز التميز في كيغالي على تحليل مجموعات البيانات الضخمة من أنماط الطقس السابقة للتنبؤ بالأحداث المستقبلية بشكل أكثر كفاءة ودقة من الأساليب التقليدية التي تستخدمها وكالات الأرصاد الجوية الوطنية في إفريقيا.

بدلاً من معرفة كيف سيكون الطقس بشكل عام في منطقة أو منطقة معينة للحصول على تنبؤات، يشير بامبا إلى أن تطوير نماذج إحصائية حديثة باستخدام نهج التعلم الآلي للتنبؤ بضوء الشمس ودرجة الحرارة وسرعة الرياح وهطول الأمطار لديه القدرة على التنبؤ بتغير المناخ من خلال الاستخدام الفعال لخوارزميات التعلم وجهاز الاستشعار.

على الرغم من أن معظم وكالات الأرصاد الجوية الوطنية في إفريقيا حاولت تعزيز دقة تنبؤاتها الجوية، إلا أن العلماء يقولون إنه على الرغم من أن التقنيات الحالية يمكنها التنبؤ بالطقس خلال الأيام القليلة المقبلة، إلا أنها لا تستطيع التنبؤ بالمناخ خلال السنوات القليلة المقبلة.

يقول بامبا: “لا تزال العديد من البلدان الأفريقية تكافح من أجل اتخاذ تدابير لمنع مخاطر الكوارث المرتبطة بالمناخ بطريقة فعالة بسبب الافتقار إلى خطط التكيف طويلة الأجل”.

تهديدًا خطيرًا بشكل متزايد للتنمية

تظهر أحدث النتائج التي توصلت إليها لجنة الأمم المتحدة الاقتصادية لأفريقيا (UNECA) أنه مع زيادة احترار المناخ العالمي، فإن الآثار السلبية طويلة المدى والظواهر المناخية المتطرفة الناجمة عن تغير المناخ ستشكل تهديدًا خطيرًا بشكل متزايد للتنمية الاقتصادية لأفريقيا.

وقالت اللجنة، إن المرونة المحدودة للدول الأفريقية في مواجهة الآثار السلبية للمناخ الحالي تؤدي بالفعل إلى انخفاض النمو والتنمية، مما يسلط الضوء على عواقب العجز في التكيف.

تظهر النتائج الإرشادية التي توصل إليها الخبراء الاقتصاديون انخفاضًا في نمو الناتج المحلي الإجمالي للفرد، يتراوح، في المتوسط، من 10 إلى 13 % (مع فاصل ثقة بنسبة 50 %) ، مع إظهار أفقر البلدان في أفريقيا أعلى عجز في التكيف.

بينما تشير التوقعات إلى أن تغير المناخ من المرجح أن يؤدي إلى تفاقم الضعف الشديد، فإن القدرة التكيفية المحدودة لغالبية البلدان الأفريقية، ولا سيما أفقرها، من المحتمل أن تتراجع عن جهود التنمية في الدول الأكثر تضرراً، حسبما يقولف الدكتور أندريه كامجا، المدير العام للمركز الأفريقي لتطبيقات الأرصاد الجوية من أجل التنمية (أكماد)، وسلط هذا الضوء على الحاجة إلى بناء نماذج عالية الدقة.

تحسين جودة المعلومات

بصرف النظر عن استغلال العمليات لتحقيق الإنذار المبكر للجميع في سلسلة القيمة المناخية الحالية، يشدد الدكتور كامجا على الحاجة الملحة للانتقال إلى التنبؤات القائمة على التأثير لتحسين جودة المعلومات المقدمة للمستخدمين وتوقع استعداد واستجابة أكثر كفاءة.

في حين أن إفريقيا قد ساهمت بشكل ضئيل في تغير المناخ، مع ما يقرب من 2 إلى 3 % فقط من الانبعاثات العالمية، لا تزال القارة تبرز بشكل غير متناسب باعتبارها المنطقة الأكثر عرضة للخطر على مستوى العالم.

يشير أحدث تقرير صادر عن برنامج الأمم المتحدة للبيئة (UNEP) إلى أن معظم هذه البلدان الضعيفة تفتقر إلى الموارد اللازمة لتحمل السلع والخدمات لتحصين نفسها والتعافي من أسوأ آثار تغير المناخ.

تحسين التكيف والمرونة

بينما يظل الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي من الحلول الرئيسية للباحثين للتغلب على هذه التحديات، فإن البروفيسور سام يالا، رئيس المركز في المعهد الأفريقي للعلوم الرياضية في رواندا، مقتنع بأن هذه النماذج الحديثة للتنبؤ بالطقس مهمة للمساعدة في إدارة القضايا الصعبة المتعلقة بتحسين التكيف والمرونة في معظم البلدان الأفريقية.

يقر فرانك روتابينجوا، كبير المستشارين الإقليميين، لجنة الأمم المتحدة الاقتصادية لأفريقيا ومنسق خدمات معلومات الطقس والمناخ لبرنامج أفريقيا ، بأنه لكي تمنع البلدان الأفريقية وتتحكم في مخاطر الكوارث الرئيسية المتعلقة بالمناخ بشكل فعال، من المهم تحسين قدراتها على التنبؤ وتفسير المعلومات.

انخفاض مهارة التنبؤ العددي بالطقس

تُظهر أحدث تقديرات الباحثينن أن مهارة التنبؤ العددي بالطقس في إفريقيا لا تزال منخفضة ، ولا يزال هناك نقص واسع النطاق في توفير التنبؤ الآني عبر القارة وعدم استخدام الأنظمة أو الأدوات الآلية تقريبًا.

العلماء من AIMS مقتنعون بأن هذا الوضع قد أثر بشكل كبير على قدرة خدمات الأرصاد الجوية الوطنية على إصدار التحذيرات، وبالتالي، يحتمل أن يمنع الخسائر في الأرواح والخسائر المالية الكبيرة في العديد من البلدان في جميع أنحاء القارة.

في إفريقيا، توقعت دراسة أجراها الدكتور سيلا امتداد المناخ الحار في جميع أنحاء غرب إفريقيا بحلول نهاية القرن الحادي والعشرين، فإن مناطق أفريقية أخرى، مثل شمال إفريقيا وشرق إفريقيا ووسط إفريقيا وجنوب إفريقيا، تفتقر إلى هذه المعلومات.

وقال: “يمكن أن يلعب الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي دورًا مهمًا من خلال سد فجوات البيانات هذه حول موثوقية التنبؤات الجوية التي تقوض فهم المناخ في القارة”.