أصبح فصل الصيف في أوروبا أكثر حرارة وأطول وأكثر فتكًا، لكن نظام الذكاء الاصطناعي الجديد يمكن أن يمنح العلماء قريبًا مهلة تصل إلى سبعة أسابيع قبل حدوث موجات الحر الشديدة.
طور باحثون من المركز الأورومتوسطي لتغير المناخ (CMCC) نموذجًا للتعلم الآلي يقولون إنه يمكنه التنبؤ بأحداث الحرارة الشديدة بشكل أكثر دقة وكفاءة من الأساليب الحالية.
يمكن للنتائج التي توصلوا إليها، والتي نشرت في مجلة Communications Earth & Environment، أن تغير كيفية استعداد أوروبا لواحد من أخطر التهديدات المناخية.
“[Machine learning] يقول مؤلف الدراسة الدكتور ماك آدم: “سيصبح جزءًا أساسيًا من كيفية دراستنا لتقلب المناخ. لقد أثبتت هذه الدراسة [its] فائدة في التنبؤ بالأحداث المتطرفة، ولكنها مجرد خطوة أولى في تحديد كيفية القيام بذلك للحصول على نتائج قابلة للتفسير وذات معنى ماديًا.
يمكن أن يقدم الذكاء الاصطناعي ميزة جديدة في التنبؤ بالمناخ الموسمي
تعد موجات الحر من بين أكثر الموجات فتكًا في أوروبا المخاطر المناخية.
وتسببت درجات الحرارة المدمرة في الأعوام 2003 و2010 و2022 في وفاة عشرات الآلاف، وخسائر في المحاصيل، وارتفاع حاد في الطاقة، وأزمات صحية حادة. ويحذر العلماء من أن مثل هذه الأحداث أصبحت أطول وأكثر كثافة وأكثر تواترا مع ارتفاع درجة حرارة الكوكب.
وجد تحليل أجرته منظمة مرونة المناخ للجميع في عام 2024 أن الحرارة تدوم الآن حتى خمسة أشهرعامًا في بعض مدن جنوب أوروبا، حيث تظل درجات الحرارة أعلى من 32 درجة مئوية حتى عمق فصل الخريف. تم تصنيف هذا الصيف من بين الأكثر سخونة على الإطلاق إسبانيا، على سبيل المثال.
لكن دراسة عالمية من World Weather Attribution وClimate Central حذرت من أن الكوكب قد يواجه ما يقرب من شهرين إضافيين من “فائق السخونة“أيامًا كل عام بحلول عام 2100 أيضًا.
وعلى هذه الخلفية، يقول الباحثون إن أنظمة الإنذار المبكر يمكن أن تنقذ الأرواح.
يقول ماك آدم: «يمكن للتنبؤات الموسمية التي يتم إعدادها في الربيع، من حيث المبدأ، أن تشير إلى ما إذا كان الصيف سيكون أكثر دفئًا من المتوسط أم لا». “إن الإنذار المبكر بفصول الصيف شديدة الحرارة يمكن أن يساعد المجتمع على الاستعداد للتخفيف من الخسائر الاقتصادية وتقليل المخاطر على الحياة.”
كيف يعمل النظام
وللقيام بالتنبؤات، يقوم الذكاء الاصطناعي الخاص بفريق CMCC بفحص حوالي 2000 دليل مناخي مختلف يتراوح بين درجة حرارة الهواء ودرجات الحرارة. ظروف المحيط لرطوبة التربة للعثور على المزيج الذي يشير بشكل أفضل إلى متى وأين من المحتمل أن تتشكل موجات الحر. وبمجرد تحديد هذه الأنماط الرئيسية، يمكن للنظام توليد توقعات بموجات الحر في جميع أنحاء أوروبا.
ووفقا للباحثين، فإن نهجهم يتطابق مع أنظمة التنبؤ التقليدية، بل ويتفوق عليها في بعض الحالات ــ وخاصة في شمال أوروبا، حيث كانت المهارات التنبؤية محدودة لفترة طويلة.
كما أنه يوفر للعلماء رؤى قيمة حول المتغيرات البيئية التي تؤثر على الحرارة الشديدة بشكل أكبر.
ووجدت الدراسة أن كلا من الظروف المحلية – مثل مدى جفاف تربة هو مدى دفء المنطقة بالفعل وكيف يتحرك الهواء فوق أوروبا – وتساعد أنماط المحيطات البعيدة في تحديد متى ستشهد أوروبا موجة حارة.
تعود سجلات الطقس التفصيلية إلى بضعة عقود فقط، لذلك قام الباحثون بتدريب الذكاء الاصطناعي الخاص بهم على إعادة بناء الكمبيوتر للمناخات القديمة الممتدة من العام 0 إلى 1850.
وقد أعطى هذا النموذج مئات “السنوات الافتراضية” الإضافية للطقس ليتعلم منها. وعلى الرغم من أن البيانات جاءت من كوكب محاكاة وليس من ملاحظات حقيقية، إلا أن الذكاء الاصطناعي كان قادرًا على تطبيق ما تعلمه على الظروف الحديثة، والتنبؤ بدقة بموجات الحر الفعلية التي حدثت بين عامي 1993 و2016.
هل يمكن للذكاء الاصطناعي أن يجعل التنبؤ أكثر سهولة وواسعة الانتشار؟
تعتمد التنبؤات المناخية التقليدية على أجهزة كمبيوتر عملاقة ضخمة تستغرق أيامًا أو حتى أسابيع لتشغيل نماذج معقدة للغلاف الجوي. يجادل فريق CMCC بأن نظام الذكاء الاصطناعي الخاص به يمكنه إجراء تنبؤاته باستخدام قوة حاسوبية أقل بكثير.
ما زال، أنظمة الذكاء الاصطناعي تتطلب عادةً قدرًا كبيرًا من الطاقة والمياه لتشغيل وتبريد مراكز البيانات الموجودة خلفها. ولم يحسب تقرير CMCC التكلفة البيئية للذكاء الاصطناعي الخاص بها. ومع ذلك، فيما يتعلق بالأرقام الصرفة، فإن إمكانية الوصول إليها تعني أن المزيد من المجموعات البحثية والوكالات الحكومية يمكنها على الأرجح تحمل تكاليف استخدامها.
وكما يوضح ماك آدم، فإن نهجهم يوضح أن التعلم الآلي يمكنه تقديم تنبؤات موسمية موثوقة “باستخدام جزء صغير فقط من الموارد الحسابية” اللازمة للطرق القديمة.
ومن خلال إعطاء تحذيرات دقيقة من الحرارة الشديدة قبل أسابيع من وقوعها، يمكن لهذه التكنولوجيا أن تساعد أوروبا على التخطيط للمستقبل. حماية المحاصيلوتخفيف الضغط على شبكات الكهرباء وإعطاء الخدمات الصحية الوقت الكافي للاستعداد لزيادة الرعاية العاجلة.
يمكن لفوائد هذه الأداة التي تعمل بالذكاء الاصطناعي أن تنقذ الأرواح والوقت والموارد في الأحداث القاتلة الأخرى أيضًا. ويعتقد الباحثون أن نفس الإطار يمكن تكييفه في النهاية للتنبؤ بآخر الطقس المتطرفمثل الفيضانات أو الجفاف.
