تطبيق العلوم والتكنولوجيا والذكاء الاصطناعي والتحول الرقمي في التنبؤات الهيدروميتورية

في ظل تزايد حدة تغير المناخ والتطور السريع للثورة الصناعية الرابعة، يواجه التنبؤ الهيدرولوجي (HTS) متطلبات جديدة وتحديات جديدة. ولا يقتصر دور العلم والتكنولوجيا والذكاء الاصطناعي والتحول الرقمي على دعم هذه المتطلبات فحسب، بل أصبحوا أساسًا راسخًا يُحدد سرعة وجودة ودقة نظام الإنذار بالكوارث الحديث.

ضغوط جديدة في عصر تغير المناخ

في جميع أنحاء العالم ، تُستبدل أساليب التنبؤ التقليدية بنماذج رقمية عالية الدقة، وأنظمة متقدمة لاستيعاب البيانات، وخاصةً بالتطورات في مجال الذكاء الاصطناعي والتعلم العميق. وقد طبقت منظمات أرصاد جوية رائدة، مثل المركز الأوروبي للتنبؤات الجوية متوسطة المدى (ECMWF) ووكالة الأرصاد الجوية اليابانية (JMA)، الذكاء الاصطناعي لتصحيح الأخطاء، وإعداد تنبؤات فورية، والاستفادة من مستودعات البيانات المفتوحة الغنية بشكل متزايد التابعة للمنظمة العالمية للأرصاد الجوية (WMO)، مما يفتح آفاقًا جديدة للتنبؤات الجوية القائمة على البيانات والذكاء الاصطناعي.

في فيتنام، تتجلى آثار تغير المناخ بشكل متزايد من خلال تزايد وتيرة وشدة العواصف القوية، والأمطار الغزيرة المحلية، والفيضانات المفاجئة، والانهيارات الأرضية. وقد أدى ذلك إلى تحول متطلبات التنبؤ من وصف الظواهر إلى التنبؤ بالآثار؛ من التنبؤ النوعي إلى التنبؤ الكمي، المفصل، الفوري، والمبكر، مما وضع ضغطًا كبيرًا على قطاع الأرصاد الجوية المائية لتسريع الابتكار التكنولوجي والتحول الرقمي.

يتم استبدال طرق التنبؤ التقليدية بتطبيق الذكاء الاصطناعي والبيانات الضخمة لمراقبة وتحليل والتنبؤ والتحذير من الأحوال الجوية المائية.

في السنوات الأخيرة، واجه قطاع الأرصاد الجوية المائية فرصًا مهمة للتحديث. وقد حقق تشغيل الحاسوب العملاق Cray XC40 نقلة نوعية في مجال الحوسبة. بفضل قدرته التي تقارب 80 تيرا فلوب، يُمكّن النظام من تشغيل نموذج تنبؤ بدقة 3 كيلومترات لكامل الإقليم وبحر الشرق في غضون 30-40 دقيقة فقط، مما يضع فيتنام ضمن قائمة الدول ذات البنية التحتية القوية للتنبؤ في المنطقة.

بفضل شبكة تضم أكثر من 3200 محطة أمطار آلية، و10 رادارات طقس، ونظام تحديد مواقع البرق، تم إنشاء مصدر بيانات عالي الدقة، بأبعاد 1×1 كم، يُحدَّث باستمرار، ويُشكِّل أساسًا هامًا لنماذج التنبؤ. وقد أثبتت هذه البيانات فعاليتها في العديد من الحالات العملية، مثل الأمطار التاريخية في المنطقة الوسطى عام 2020 أو الأمطار الغزيرة عام 2024.

كما تم الاعتراف بفيتنام من قبل المنظمة العالمية للأرصاد الجوية كمركز دعم إقليمي للتحذير من الطقس القاسي (SWFP-SeA) ومركز إقليمي للتحذير من الفيضانات المفاجئة والانهيارات الأرضية (SeAFFGS)، مما أدى إلى توسيع نطاق الوصول إلى التكنولوجيا المتقدمة وتوحيد العمليات وتعزيز التعاون الدولي.

ومع ذلك، لا تزال التحديات هائلة. فالبنية التحتية الحاسوبية لأنظمة تخزين الذكاء الاصطناعي والبيانات الضخمة لم تُلبِّ بعدُ احتياجات تشغيل نماذج التعلم العميق. كما أن بيانات الأرصاد الجوية الهيدرولوجية متناثرة وتفتقر إلى التزامن بين الوزارات والقطاعات؛ ولا تزال بعض المناطق، مثل الحدود والجزر، تفتقر إلى البيانات. كما أن تكلفة تشغيل أنظمة الرصد عالية التقنية مرتفعة، وآلية التنشئة الاجتماعية محدودة. ولم تُلبِّ الموارد البشرية المُلِمّة بالنماذج الرقمية والذكاء الاصطناعي وتحليل البيانات الضخمة متطلبات التطوير بعد. إضافةً إلى ذلك، يتطلب الحفاظ على دورٍ في برامج التعاون الدولي مصدر تمويل مستقر.

التقدم في التكنولوجيا والذكاء الاصطناعي

في السنوات الأخيرة، طبّق قطاع الأرصاد الجوية المائية حلولاً فعّالة لتحديث عملية التنبؤ. حُدِّثت نماذج التنبؤ الرقمية عالية الدقة (1-3 كم)، مستوعبةً بيانات الرصد المحلية ومجمعةً بين المنتجات الدولية من المركز الأوروبي للتنبؤات الجوية متوسطة المدى (ECMWF)، مما ساعد على تقصير مدة إصدار التنبؤات من 5-8 ساعات إلى 2-3 ساعات. يدعم نظام التنبؤات المجمع، الذي يتألف من 32 مكونًا قصير المدى و51 مكونًا متوسط ​​المدى، إنشاء خرائط الاحتمالات، وتوقعات التأثير، وبيانات مفصلة عن هطول الأمطار لكل بلدية ودائرة.

منذ عام 2019، حل نظام SmartMet تدريجياً محل التحليل اليدوي، مما يساعد على تصور بيانات التنبؤات وتحريرها ومزامنتها في الوقت الفعلي بين المستويات المركزية والمحلية، مما أدى إلى تقصير الوقت اللازم لإصدار النشرات الإخبارية بشكل كبير.

بدأ الذكاء الاصطناعي يلعب دورًا هامًا في التنبؤ بالطقس. تُطبّق نماذج التعلم العميق في تحديد الأعاصير، والتنبؤ بهطول الأمطار القصيرة جدًا، وتحليل صور أقمار هيماواري الصناعية، والتحديد المبكر لمواقع مراكز العواصف، وتحسين التنبؤ بشدة الأعاصير المدارية. أظهرت حالة إعصار نورو عام ٢٠٢٢ أن نماذج الذكاء الاصطناعي التي تدمج بيانات الأقمار الصناعية والرادار يمكن أن تدعم التحديد المبكر لتطورات العواصف عند دخولها البحر الشرقي، مما يساعد على زيادة مدة الإنذار المبكر إلى ٧٢ ساعة.

يتم تطبيق تطبيقات الذكاء الاصطناعي بقوة لخدمة أعمال التنبؤ.

تحسنت جودة التنبؤات الجوية بشكل ملحوظ. وازدادت مدة التنبؤ بالعواصف من ٢٤ ساعة إلى ٣ أيام؛ وأصبحت التحذيرات المبكرة تُصدر قبل ٥ أيام من حدوثها؛ وانخفضت أخطاء تحديد مواقع العواصف بفاصل ٤٨ ساعة إلى النصف. ووصلت موثوقية التنبؤات بالأمطار الغزيرة والتحذيرات من الفيضانات قبل يومين إلى ثلاثة أيام إلى حوالي ٧٥٪؛ وارتفعت موثوقية التحذيرات المحلية من العواصف الرعدية من ٣٠ دقيقة إلى عدة ساعات مُسبقًا؛ ووصلت موثوقية التنبؤات بالبرد القارس والحرارة الشديدة إلى ٧٠٪ إلى ٩٠٪.

لا يزال التعاون الدولي يلعب دورًا هامًا. تُحافظ فيتنام على تبادل الخبرات المهنية مع وكالة الأرصاد الجوية اليابانية (اليابان) ووكالة الأرصاد الجوية الصينية (CMA) والعديد من وكالات الأرصاد الجوية الرئيسية في مجال تبادل البيانات وتقييم التوافقات وتدريب الموارد البشرية. وحتى خلال فترة جائحة كوفيد-19، استمرت دورات المنظمة العالمية للأرصاد الجوية التدريبية عبر الإنترنت، مما ساهم في التطوير المهني للمتنبئين في البلاد والمنطقة.

وفقًا لدائرة الأرصاد الجوية المائية التابعة لوزارة الزراعة والبيئة ، سيتطور قطاع الأرصاد الجوية المائية خلال الفترة 2025-2030 بناءً على ثلاثة ركائز أساسية: تحديث شبكة الرصد؛ وتحسين القدرة على التنبؤ بالتأثيرات والتنبؤات الآنية؛ والتحول الرقمي الشامل. ويُعدّ استكمال شبكة الرصد الآلي والمتزامن، لا سيما في المناطق التي تفتقر إلى البيانات، من الأولويات. ويهدف القطاع إلى زيادة القدرة الحاسوبية بمقدار 5-10 أضعاف مقارنةً بعام 2020؛ وتطوير نموذج هجين يجمع بين التنبؤ العددي والذكاء الاصطناعي؛ وزيادة القدرة على التحذير من الفيضانات المفاجئة والانهيارات الأرضية بمقدار 6-12 ساعة، والتحذير من العواصف قبل 3-5 أيام.

يتطلب التحول الرقمي الشامل دمج جميع البيانات في قاعدة البيانات الوطنية للأرصاد الجوية والهيدرولوجيا، مع بناء آلية قانونية لتعزيز تعميم خدمات الأرصاد الجوية والهيدرولوجيا وتسويقها. ويبقى العنصر البشري هو العامل الرئيسي، إذ يركز القطاع على التدريب المتعمق في مجالات الذكاء الاصطناعي والبيانات الضخمة ونماذج التنبؤ الحديثة، وتوسيع التعاون الدولي، لا سيما مع المنظمة العالمية للأرصاد الجوية (WMO) والدول المتقدمة في مجال الأرصاد الجوية والهيدرولوجيا، لاكتساب تقنيات التنبؤ من الجيل الجديد وإتقانها وتطويرها.

مركز الاتصالات العلمية والتكنولوجية

المصدر: https://mst.gov.vn/ung-dung-khoa-hoc-cong-nghe-tri-tue-nhan-tao-va-chuyen-doi-so-trong-cong-tac-du-bao-khi-tuong-thuy-van-197251201234112479.htm