الذكاء الاصطناعي والثورة في التنبؤ بالطقس

أطلقت شركة إنفيديا مؤخرًا نموذج ذكاء اصطناعي جديد للتنبؤ بالطقس، يُزعم أنه قادر على التنبؤ بسرعة فائقة وتقدير مخاطر الظواهر الجوية المتطرفة بدقة أكبر. وبناءً على ذلك، يستطيع نموذج الذكاء الاصطناعي FourCastNet 3 التنبؤ بالمناخ العالمي بأكمله لمدة 15 يومًا في 64 ثانية فقط.

استنادًا إلى بنية محول (مشابهة لـ ChatGPT)، يتعلم FourCastNet 3 من عقود من البيانات الجوية لإعادة إنتاج تدفق الهواء ودرجة الحرارة وهطول الأمطار بدقة. صُمم الذكاء الاصطناعي لمراعاة الشكل الكروي للأرض ومحاكاة الاحتمالية المكانية للمشكلة بدقة، مما يحقق أطيافًا مستقرة ويعيد إنتاج ديناميكيات واقعية على نطاقات متعددة.

قال مايك بريتشارد، رئيس محاكاة المناخ في إنفيديا: "إن الذكاء الاصطناعي يغير تمامًا الطريقة التي نقدر بها حالة الغلاف الجوي، وكيفية توليد التوقعات من تلك الحالة، وكيف ندفع حدود الفيزياء لتقديم توقعات أفضل، وكيف نبني محاكاة مناخية لم نعتقد أبدًا أنها ممكنة من قبل".

توقعت شبكة فوركاست نت أن يكون اليوم الأكثر حرارة في أفريقيا. (المصدر: إنفيديا)

وعلى نحو مماثل، طورت شركة مايكروسوفت (الولايات المتحدة الأمريكية) نظام تنبؤ بالذكاء الاصطناعي يسمى "أورورا"، والذي يقال إنه يتفوق على طرق التنبؤ التقليدية من حيث الدقة والسرعة والتكلفة، وهو فعال بشكل خاص في مراقبة جودة الهواء وأنماط الطقس والعواصف الاستوائية.

تم تدريب أورورا على أكثر من مليون ساعة من البيانات من الأقمار الصناعية، والرادارات، ومحطات الأرصاد الجوية، ومحاكاة المناخ، والتنبؤات الجوية. كما يمكن تحسين النموذج ببيانات إضافية للتنبؤ بأحداث جوية محددة.

من اللافت للنظر أن أورورا توقعت بدقة جميع العواصف التي حدثت عام ٢٠٢٣. من بينها إعصار دوكسوري الفائق، وهو أغلى عاصفة مسجلة في المحيط الهادئ . حددت أورورا الموقع الدقيق وتوقيت وصول دوكسوري إلى الفلبين قبل أربعة أيام، بينما كانت التوقعات الرسمية آنذاك تشير إلى أن العاصفة متجهة شمال تايوان.

ولم يقتصر الأمر على ذلك، بل تجاوز هذا النموذج الذكي للذكاء الاصطناعي أيضًا مركز التنبؤات الجوية الأوروبية متوسطة المدى (ECMWF) - الذي يعتبر المعيار العالمي للدقة في 92% من التوقعات العالمية لمدة 10 أيام، بدقة تبلغ حوالي 10 كيلومتر مربع.

نموذج الذكاء الاصطناعي من مايكروسوفت يتنبأ بالطقس أسرع بـ 5000 مرة من أجهزة الكمبيوتر العملاقة (صورة توضيحية)

حاليًا، تُجرى التنبؤات الجوية عادةً عن طريق إدخال البيانات في نماذج فيزيائية معقدة تتطلب ساعات من المعالجة على أجهزة حاسوب عملاقة. في المقابل، تتبع شركة Aardvark Weather نهجًا جديدًا كليًا: إذ يُحلل نظام التعلم الآلي الخاص بها البيانات الخام مباشرةً من الأقمار الصناعية ومحطات الأرصاد الجوية والسفن وبالونات الطقس لتوليد توقعات جوية دون الحاجة إلى نماذج جوية معقدة، بل يتطلب أجهزة بسيطة فقط.

أثبت نظام Aardvark Weather مزايا عديدة: فهو يستخدم 8% فقط من بيانات الرصد مقارنةً بالأنظمة التقليدية، ويتفوق في أدائه على نظام التنبؤات الجوية العالمي الأمريكي (GFS)، ويُنتج نتائج تُضاهي توقعات مكتب الأرصاد الجوية الأمريكي، ويُنجز التنبؤات في دقائق على جهاز كمبيوتر مكتبي عادي. مع ذلك، فإن دقة Aardvark Weather المكانية حاليًا أقل من دقة الأنظمة الحالية.

أحد أهم تطبيقات Aardvark Weather هو قدرته على دعم مراكز التنبؤ في البلدان والمناطق النامية التي تفتقر إلى الموارد اللازمة لتنقية التنبؤات العالمية وتحويلها إلى تنبؤات إقليمية عالية الدقة.

يتنبأ برنامج "آردفارك" بالطقس العالمي على أجهزة الكمبيوتر الشخصية في دقائق معدودة. (صورة: جامعة كامبريدج)

تتطلب عملية التنبؤ بالأحداث الجوية صغيرة النطاق، مثل إعصار قوي يقترب من مدينة ما، في الوقت الحالي نماذج التنبؤ التقليدية المتخصصة.

ومع ذلك، بدأ اختبار بعض نماذج الذكاء الاصطناعي في بيئات واقعية. فالمركز الأوروبي للتنبؤات الجوية متوسطة المدى (ECMWF)، الذي يُقدم تنبؤات جوية لعشرات الدول، يستخدم منصة أورورا ونموذج الذكاء الاصطناعي الخاص به.

في بوسطن، تختبر شركة IBM ومستشفى ماساتشوستس العام بريغهام الصحي أداة ذكاء اصطناعي للتنبؤ بالمناطق المعرضة للإجهاد الحراري خلال موجات الحر، استنادًا إلى بيانات السكان، وأجهزة الاستشعار البيئي، وسجلات المستشفيات. يُعد هذا الحل مفيدًا بشكل خاص لكبار السن، والمجتمعات ذات الدخل المحدود، أو من يعيشون في مناطق تفتقر إلى المساحات الخضراء.

على المستوى الوطني، يدرس الكونغرس الأمريكي إمكانية دمج الذكاء الاصطناعي في أنظمة الإنذار بالفيضانات والعواصف، خاصةً بعد سلسلة من الكوارث الطبيعية المدمرة في تكساس ونيو مكسيكو. وقد أثبتت شركات ناشئة مثل Tomorrow.io وSilurian قدرة الذكاء الاصطناعي على التنبؤ بالكوارث الطبيعية قبل 48-72 ساعة من وقوعها، مما يُمثل ميزةً كبيرةً في الوقاية من الكوارث.

ومع ذلك، يحذر الخبراء من أن الذكاء الاصطناعي لا ينبغي أن يحل محل النماذج المادية بشكل كامل، بل ينبغي دمجه ليكمل بعضه البعض في عملية التنبؤ بالطقس.

نغوك نجوين (توليف)

المصدر: https://vtcnews.vn/ai-va-cuoc-cach-mang-ve-du-bao-thoi-tiet-ar955276.html