التنبؤ بالتغيرات المناخية يتقدم بفضل الذكاء الاصطناعي

يشكل تحسين دقة توقعات موجات الحر والعواصف، والحد من القدر الكبير من الطاقة الذي يستلزمه وضعها، هدفاً لمختلف هيئات الأرصاد الجوية، وهي باتت تعول في ذلك على التقدم السريع في نماذج الذكاء الاصطناعي التي تتيح التحوط للكوارث المتفاقمة بسبب التغير المناخي.

وبعد تحقيق تقدم أولي عام 2023 مع نموذج تعلم من شركة "هواوي"، ابتكرت كل من "غوغل" و"مايكروسوفت" أدوات ذكاء اصطناعي قادرة في بضع دقائق على إنتاج توقعات أفضل من تلك التي تنتجها الأجهزة الحاسبة التقليدية التابعة للهيئات الدولية الكبرى والتي تستغرق بضع ساعات لإنجاز هذه المهمة.

ويشكل هذا الأداء التجريبي وغير المتاح بعد للعامة أو حتى للمحترفين مؤشراً إلى التقدم السريع في الأبحاث.

وكانت "غوغل" أعلنت في ديسمبر (كانون الأول) 2024 أن نموذجها "جين كاست" الذي درب على بيانات تاريخية، أظهر قدرة على التنبؤ بالطقس والعوامل المناخية المتطرفة على فترة 15 يوماً بدقة لا مثيل لها، ولو كان "جين كاست" قيد التشغيل عام 2019 لكان تجاوز في 97 في المئة من الحالات توقعات المرجع العالمي، وهو المركز الأوروبي للتنبؤات الجوية المتوسطة المدى (ECMWF)، لأكثر من 1300 كارثة مناخية.

أصبح نموذج آخر يسمى "أورورا"، ابتكره مختبر تابع لـ"مايكروسوفت" في أمستردام باستخدام بيانات تاريخية أيضاً، أول نموذج للذكاء الاصطناعي يتنبأ بمسار الأعاصير خمسة أيام بشكل أفضل من سبعة مراكز توقعات حكومية، بحسب نتائج نشرت خلال هذا الأسبوع في مجلة "نيتشر" العلمية.

بالنسبة إلى إعصار دوكسوري عام 2023، وهو الأكثر كلفة في المحيط الهادئ حتى اليوم (أضرار بأكثر من 28 مليار دولار)، تمكن "أورورا" من التنبؤ قبل أربعة أيام من وصول العاصفة إلى الفيليبين، في حين كانت التوقعات الرسمية آنذاك تشير إلى أنها تتجه شمال تايوان.

ويقول باريس بيرديكاريس، المبتكر الرئيس لـ"أورورا"، في مقطع فيديو نشرته مجلة "نيتشر" إنه "في الأعوام الخمسة إلى الـ10 المقبلة، سيكون الهدف الأسمى هو بناء أنظمة قادرة على العمل مباشرة مع عمليات رصد"، سواء كانت أقماراً اصطناعية أو غير ذلك، "من أجل وضع توقعات عالية الدقة حيثما نريد"، في حين تفتقر بلدان كثيرة حالياً إلى أنظمة تحذير موثوقة.

كان من المتوقع أن تنافس نماذج الذكاء الاصطناعي في يوم من الأيام النماذج الكلاسيكية، لكن "ما كان أحد يظن أن ذلك سيحدث بهذه السرعة"، على ما تقول الباحثة في مجال الذكاء الاصطناعي لدى هيئة "ميتيو فرانس" الفرنسية للأرصاد الجوية، لور راينو، في خضم تطوير نسختين قائمتين على الذكاء الاصطناعي من نموذجي "أربيج" و"أروم".

وتعمل النماذج المسماة "فيزيائية" التي ابتُكرت على مدى عقود، من خلال إدخال كميات هائلة من البيانات الرصدية أو أرشيفات الطقس في أجهزة كمبيوتر قوية، ثم تطبيق قوانين الفيزياء المحولة إلى معادلات رياضية، لاستنتاج التوقعات.

وتتمثل سيئاتها في أنها تتطلب ساعات من العمليات الحسابية على أجهزة كمبيوتر تستهلك كميات كبيرة من الطاقة.

ويجمع نموذج تعلم قائم على الذكاء الاصطناعي البيانات نفسها، لكن شبكته العصبية تغذي نفسها وتستنتج التوقعات بطريقة "إحصائية تماماً"، من دون إعادة احتساب كل شيء، وفق لور راينو.

وتقول الباحثة "قد نتمكن بفضل مكاسب في السرعة والجودة، من احتساب توقعاتنا بصورة أكثر تكراراً يومياً"، خصوصاً بالنسبة إلى العواصف التي تعد مدمرة ويصعب التنبؤ بها، تسعى هيئة "ميتيو فرانس" للأرصاد الجوية إلى تقديم توقعات مدعومة بالذكاء الاصطناعي على نطاق بضع مئات من الأمتار.

ويعمل المركز الأوروبي للتنبؤات الجوية المتوسطة المدى على ابتكار نموذج ذكاء اصطناعي خاص به، وهو "أقل كلفة لناحية الحساب بنحو 1000 مرة من النموذج التقليدي"، وفق ما تقول فلورنس رابيه، المديرة العامة للمركز الذي يوفر توقعات لـ35 دولة أوروبية.

ينتج نموذج الذكاء الاصطناعي هذا حالياً توقعات على مقياس يبلغ نحو 30 كيلومتراً مربعاً، وهو بالتأكيد أقل تفصيلاً من الخاص بـ"أورورا" (نحو 10 كيلومترات مربعة)، لكن نسخته الأولى تشغيلية أصلاً، ويستخدمها منذ فبراير (شباط) الماضي متخصصو الأرصاد الجوية المحليون المسؤولون عن إعداد التنبيهات للسكان.

ولن تختفي هذه التوقعات بصورة سريعة، بحسب لور راينو التي تقول "سنحتاج دائماً إلى متخصصين في الأرصاد الجوية لتقييم البيانات".

وتقول فلورنس رابيه "عندما يتعلق الأمر بحماية الأشخاص والممتلكات، لا أعتقد أننا نستطيع الاستغناء عن الخبرة البشرية".