كيف سيغير الذكاء الاصطناعي مستقبل التنبؤ بحالة الطقس؟

نشر موقع "إنترستنغ إنجينيرنغ" الأمريكي تقريرا، تحدث فيه عن التوجه نحو استخدام تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي للتنبؤ بحالة الطقس والتخلي عن الطرق التقليدية.

وقال الموقع، في تقريره الذي ترجمته "عربي21"، إن عملية التنبؤ بحالة الطقس هي علم معقد للغاية، إذ تتطلب تحليل وفك رموز مجموعة هائلة من البيانات التي تمكّنت آلاف أجهزة الاستشعار والأقمار الصناعية الخاصة بالطقس من جمعها. ويعدّ التنبؤ بحالة الطقس في المستقبل بالاعتماد على هذه البيانات مهمة شاقة للغاية. وللحصول على نتائج أدقّ، ينبغي أن تتم العملية في الوقت الفعلي.

وذكر الموقع أن التوقعات الجوية زادت دقتها بمرور الوقت، لكنها لا تزال غير دقيقة بالشكل الكافي. ونظرا لأن الجو يتغير بشكل مستمر، أثبتت التقديرات أن التنبؤ بحالة الطقس على مدى فترات طويلة لا يكون دقيقا للغاية، حيث تبلغ نسبة دقة التنبؤ بحالة الطقس حوالي 80 بالمئة، وتنخفض هذه النسبة لتصل 50 بالمئة كلما زاد طول المدة، في حين ترتفع لتصل إلى 90 بالمئة كلما كانت الفترات الزمنية أقصر.

وأورد الموقع أن علماء الأرصاد الجوية يستخدمون مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار والأقمار الصناعية والكمبيوتر للتنبؤ بحالة الطقس. وتشمل هذه الأجهزة أدوات خاصة لتسجيل درجات الحرارة وقياس الضغط الجوي وسرعة الرياح. بالإضافة إلى ذلك، يستخدم العلماء معدات أكثر تطورا، على غرار بالونات الطقس، وهي بالونات خاصة مجهزة بأداة خاصة لقياس درجات الحرارة والضغط الجوّي وسرعة الرياح واتجاهها في جميع طبقات التروبوسفير.

وأضاف الموقع أن الأقمار الصناعية تعدّ من أقوى الأدوات المستخدمة للتنبؤ بحالة الطقس، ومن أبرزها تلك التي تطلقها "الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي"، التي تدير ثلاثة أنواع من الأقمار الصناعية البيئية التي تراقب حالة طقس الأرض. وتعد الأقمار الصناعية في المدار القطبي أحد أهم هذه الأقمار، وهي جزء من "نظام القمر الصناعي القطبي المشترك"، ويبلغ ارتفاعه حوالي 500 ميل، أي ما يعادل 805 كيلومترات فوق سطح الأرض.

تدور هذه الأقمار الصناعية حول الأرض باستمرار بين قطبيها حوالي 14 مرة في اليوم. وبفضل دوران الأرض حول محورها ووجود مدارات الأقمار الصناعية السريعة، فإن ذلك يمكّن من مراقبة جميع المناطق الموجودة على سطح الكوكب مرتين يوميّا.

وبيّن الموقع أن الأقمار الصناعية توفّر مجموعة هائلة من البيانات حول الغلاف الجوي للأرض بأكمله، بما في ذلك السحب والمحيطات، وكل ذلك بدقة عالية للغاية. وبالاستناد إلى هذه البيانات، يستطيع علماء الأرصاد الجوية التنبؤ بحالة الطقس على المدى الطويل.

وذكر الموقع أنه يوجد على متن هذه الأقمار الصناعية مجموعة متنوعة من الأدوات التي تسجل المعلومات على بياض الكوكب (أو الإشعاع المنعكس). وتعد هذه البيانات مفيدة للغاية لإجراء تقييمات على جودة الهواء مع مرور الوقت، حيث يقع دمج هذه المعلومات في نماذج الطقس، ما يساهم بدوره في زيادة دقة التوقعات الجوية.

كما يستخدم علماء الأرصاد الجوية معدّات أخرى لتحديد درجة حرارة سطح البحر، وهو عامل مهم في التنبؤ بالطقس على المدى الطويل. ويقع استخدام هذه البيانات لتوقع حالة الطقس، بما في ذلك التغييرات الموسمية واسعة النطاق، على غرار الظاهرتين المناخيتين إل نينيو والنينا. ويقع جمع البيانات الضرورية للتنبؤ بأنماط الطقس القاسية مثل الأعاصير والعواصف الثلجية قبل أيام من حدوثها. كما تُستخدم هذه البيانات لتقييم المخاطر البيئية مثل الجفاف وحرائق الغابات والمياه الساحلية الخطرة.

وأورد الموقع أن علماء الأرصاد الجوية يعتمدون على نوع آخر من الأقمار الصناعية، التي تسمّى أقمار الفضاء العميق. فعلى سبيل المثال، يدور "مرصد مناخ الفضاء العميق" التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي على بعد مليون ميل، أي حوالي 1.609.344 كيلومترا من الأرض. ويوفر هذا النوع من الأقمار الصناعية تحذيرات وتوقعات حول الطقس الفضائي، بينما تراقب الطاقة الشمسية التي تمتصها الأرض يوميا. ويمكن لمرصد مناخ الفضاء العميق تسجيل معلومات حول مستويات الأوزون والهباء الجوي.

وأفاد الموقع بأنه نظرا لتعقيد عملية التنبؤ بحالة الطقس، لجأ العلماء للذكاء الاصطناعي للحصول على نتائج دقيقة وسريعة. ويمكن استخدام الذكاء الاصطناعي لتحسين دقة وموثوقية التوقعات الجوية، وذلك بالاعتماد على برامج الكمبيوتر الرياضية وأساليب حل المشكلات الحسابية في مجموعة بيانات واسعة لتحديد الأنماط، ووضع فرضيات، وتعميم البيانات. وبالاعتماد على النماذج الرياضية للتعلم العميق، يمكن للذكاء الاصطناعي الرجوع لسجلات الطقس السابقة للتنبؤ بحالة الطقس في المستقبل.

وكشف الموقع أن "التنبؤ الرقمي للطقس"، وهو تطبيق للأرصاد الجوية والمعلوميات، يعتمد على تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي المتطورة للتنبؤ بحالة الطقس. ويدرس هذا النموذج ويحلل مجموعات البيانات الضخمة المجمّعة من الأقمار الصناعية وأجهزة الاستشعار الأخرى لتوفير توقعات جوية على المدى القصيرة والبعيد.

وأكد الموقع أن العديد من الشركات تستثمر حاليا بشكل كبير في تقنيات الذكاء الاصطناعي للتنبؤ بحالة الطقس. فعلى سبيل المثال، قامت شركة "آي بي إم" بشراء شركة "ذا وذر كومباني" مؤخرا، ودمجت بياناتها مع نظام حاسوب الذكاء الاصطناعي "واتسون". وقد أدى ذلك إلى تطوير مشروع "ديب ثاندر"، الذي يوفر للحرفاء تنبؤات جوية عالية الدقة. كما تستثمر شركة "مونسانتو"، التي تعمل في مجال التكنولوجيا الحيوية الزراعية، في تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي للتنبؤ بحالة الطقس.

لقراءة النص الأصلي اضغط (هنا)