ساهم في تقليل الوفيات.. كيف استخدم خبراء الأرصاد الذكاء الاصطناعي للتنبؤ بإعصار ميلتون؟‬

لا تزال الولايات المتحدة الأمريكية تواجه إعصار ميلتون الذي يعصف بها منذ أيام، حيث وصل إلى الفئة الخامسة برياح تصل سرعتها إلى 270 كم/ساعة ويواصل تقدمه نحو فلوريدا.

وحثت السلطات الأميركية السكان على الإخلاء قبل وصول الإعصار الذي قد يكون “أسوأ عاصفة” تضرب شبه الجزيرة “منذ قرن”، حسبما نقلت وكالة فرانس 24 عن الرئيس الأميركي جو بايدن.

ارتفع عدد قتلى إعصار ميلتون إلى 16 شخصا على الأقل في فلوريدا اليوم، حيث بدأ السكان في العودة إلى منازلهم بينما ظل ملايين الأشخاص متضررين من انقطاع التيار الكهربائي.

وبينما قدر الرئيس الأميركي جو بايدن قيمة الأضرار الجسيمة التي خلفها الإعصار بـ50 مليار دولار، بحسب شبكة الجزيرة، فإن الأعاصير، وليس الفيضانات، هي المسؤولة عن العديد من الوفيات التي خلفتها العاصفة.

إلا أن صحيفة التايم الأمريكية نشرت تقريرا ناقش كيف ساعد استخدام الذكاء الاصطناعي من قبل خبراء الأرصاد الجوية في الولايات المتحدة الأمريكية للتنبؤ بإعصار ميلتون في تقليل عدد القتلى من الإعصار المدمر.

يذكر التقرير أن إعصار ميلتون هو الإعصار الخامس في عام 2024 الذي يضرب البر الرئيسي للولايات المتحدة، ويؤكد أنه مع زيادة تواتر وشدة العواصف مثل هذا الإعصار، سيلعب الذكاء الاصطناعي دورًا مركزيًا متزايدًا في جهود خبراء الأرصاد الجوية والعلماء الآخرين لتتبعها. هذه العواصف والتخفيف من آثار الأعاصير.

وأضاف أن خبراء الأرصاد الجوية يعملون منذ سنوات على بناء نماذج تنبؤية معقدة للعواصف بناءً على سرعة الرياح ودرجة الحرارة والرطوبة وعوامل أخرى، ويتم تسجيلها من خلال قراءات من الطائرات والعوامات والأقمار الصناعية. ومع ذلك، قد يستغرق الأمر ساعات حتى تتمكن هذه النماذج من إنتاج تنبؤات محدثة.

وأوضح التقرير أن العلماء نجحوا مؤخراً في التنبؤ بالأعاصير باستخدام نماذج الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي بناءً على معرفة واسعة بالغلاف الجوي للأرض وبيانات وتطور العواصف السابقة، حيث تتميز هذه النماذج بشكل ممتاز في التعرف على أنماط الأعاصير ورصد الاتجاهات التي يراها معظم الناس. لا أستطيع أن أرى في جزء من الوقت.

وفي هذا العام، قدم العلماء مرارًا وتكرارًا تنبؤات دقيقة للعواصف تم إعدادها في غضون ثوانٍ قبل أن تضرب العاصفة الساحل الشرقي للولايات المتحدة.

ومع ذلك، قال عالم الأرصاد الجوية مات لانزا، الذي يعمل في هيوستن، أكبر مدينة في ولاية تكساس الأمريكية: “يستخدم خبراء الأرصاد الجوية في بعض الأحيان نماذج الذكاء الاصطناعي على مضض وأحيانا بشكل كامل”.

وأضاف: “مع الأعاصير، تعلمنا أن نماذج الذكاء الاصطناعي يمكن أن تتنافس جنبًا إلى جنب مع نموذج قائم على الفيزياء، لذلك عليك استخدامها”.

وتابع لانزا أنه ظهر هذا الأسبوع إجماع بين أنواع مختلفة من نماذج التنبؤ بالأعاصير على أن إعصار ميلتون من المحتمل أن يصل إلى اليابسة بين كليرووتر وساراسوتا بولاية فلوريدا، ولكن ما كان مفاجئًا هو أن نماذج الذكاء الاصطناعي “توقعت هذه النتيجة المحتملة 12″. إلى 18 ساعة سابقًا”. العديد من النماذج.”

– التتبع الدقيق للعواصف من خلال الذكاء الاصطناعي وهذه ليست المرة الأولى التي تتنبأ فيها نماذج الذكاء الاصطناعي بمسار الإعصار قبل النماذج التقليدية هذا العام. نموذج الذكاء الاصطناعي للتنبؤ بالطقس العالمي “GraphCast”، الذي ابتكرته شركة برمجيات الذكاء الاصطناعي “Deepmind” التابعة لشركة “جوجل”. ، قام بتدريب برنامج الذكاء الاصطناعي على أربعة عقود من بيانات الطقس العالمية وتوقع بشكل صحيح أن بيريل، أول إعصار كبير في المحيط الأطلسي لعام 2024، سيصل إلى اليابسة في تكساس، على عكس النموذج الأوروبي الرائد الذي تنبأ بأن الهجوم المكسيكي سيفوز بهذا الهجوم الأعلى في المملكة المتحدة. جائزة الهندسة هذا العام، ويُحكم عليها بأنها “تقدم ثوري”.

وبعد شهرين، نجح نموذج ذكاء اصطناعي أوروبي يسمى AIFS في التنبؤ بمسار الإعصار فرانسين عندما ضرب ساحل الخليج، كما يقول لانزا. “لا أعتقد أن هذا هو الحال بالضبط.”

كتب عالم الأرصاد الجوية على مدونته أن دقة النموذج أعطت فريقه الثقة في أن العاصفة لن تمثل مشكلة كبيرة في تكساس وأن السكان المحليين يمكنهم التخطيط وتعبئة الموارد بشكل أفضل.

وتشمل نماذج التنبؤ المهمة الأخرى المعتمدة على الذكاء الاصطناعي FourCastNet، التي طورتها شركة NVIDIA، وPangu-Weather، التي طورتها شركة Huawei.

– المركز الوطني للأعاصير

ومن جانبه، قام المركز الوطني الأمريكي للأعاصير بدمج الذكاء الاصطناعي في عمليات التنبؤ الخاصة به، حيث وصفه نائب مدير المركز الوطني للأعاصير، جيمي روم، بأنه “ركيزة” النجاح العام الماضي.

وقال لشبكة إن بي سي ميامي: “لقد تحسن تطوير الذكاء الاصطناعي بشكل كبير ويستمر في التحسن، وهذا أمر بالغ الأهمية لأنه ليس لدينا سوى ثلاث ساعات للتنبؤ”.

-الكثير من الثغرات

على الرغم من نجاحها، لا تزال التكنولوجيا تعاني من العديد من أوجه القصور: فقد وجدت دراسة أجريت عام 2024 أنه في حين أن نماذج التعلم الآلي تنبأت بشكل فعال بالسمات واسعة النطاق للعاصفة الأوروبية سياران، إلا أنها فشلت في التقاط الرياح السطحية الضارة وغيرها من الجوانب غير العادية للعاصفة.

ولهذا السبب، يقول عالم الأرصاد الجوية لانزا، تميل نماذج الذكاء الاصطناعي إلى التقليل من شدة الأعاصير، وتواجه أحيانًا صعوبة في قياس هطول الأمطار.

وبسبب هذه الأخطاء، من المهم ألا يعتمد علماء الأرصاد الجوية فقط على تنبؤات الذكاء الاصطناعي، مضيفًا: “نحن لا نسلم زمام هذه الأشياء ونقول فقط: أعطني توقعات وسأعطيها”. .’ خلف.’ “،” يقول. “لا تزال بحاجة إلى إلقاء نظرة على مجموعة أوسع من الأدوات المتاحة لك.”

– التنبؤ بالعواصف

في جامعة فلوريدا، يعمل عالم الذكاء الاصطناعي تشي جيانغ على واحدة من هذه المشاكل الأكثر تفصيلاً: كيف ستؤثر العواصف على سواحل فلوريدا.

وقال جيانغ إن الذكاء الاصطناعي في النمذجة الساحلية تأخر عن التنبؤ بالطقس العالمي، بسبب نقص بيانات التدريب عالية الجودة وحقيقة أن الشبكات العصبية المبنية على البيانات لا تعرف في كثير من الأحيان المبادئ الفيزيائية الأساسية، مثل كيفية تحرك المياه أو انتشارها.

وللتقدم في هذا المجال، قام جيانغ وزملاؤه، بما في ذلك علماء المحيطات الساحلية، بتدريب ذكاء اصطناعي بديل يعتمد على عمليات المحاكاة الساحلية. ووفقاً للنتائج الأولية، أنتج هذا الذكاء الاصطناعي تنبؤات حول تيارات المحيطات أسرع بـ 500 مرة من النماذج السابقة.

ويأمل جيانغ أن يتمكن قريبًا من تدريب نموذج العواصف لإنقاذ الأرواح ومنع الأضرار في الممتلكات. ويقول: “في ظل التوقعات الحالية، قد يستغرق الأمر بضع ساعات حتى نتمكن من التنبؤ بالأضرار”، وبتقليص هذه المدة إلى ثوانٍ، يمكن لمديري الكوارث التخطيط لمزيد من الوقت مقدمًا، “ويستطيع عدد أكبر من الأشخاص التخطيط بشكل أفضل للأضرار المحتملة”.

ومع ذلك، يشير جيانغ إلى أن مجرد استخدام نماذج الذكاء الاصطناعي العامة للتنبؤ بالعواصف والمد والجزر يمكن أن يكون له عواقب وخيمة: “توفر الشبكات العصبية أحيانًا تنبؤات مفرطة في الثقة ولكنها غير دقيقة، مما يكون له عواقب وخيمة على القرارات عالية المخاطر”. .

-نسخ ثلاثية الأبعاد لأنظمة العواصف

أطلق العديد من الباحثين الآخرين مشاريع موازية، بما في ذلك باحث من جامعة ميامي يقوم بتدريب أجهزة الكمبيوتر على أمل بناء إصدارات ثلاثية الأبعاد من أنظمة العواصف النشطة حتى لا تضطر الطائرات إلى الطيران فيها لأخذ القياسات.

وتستخدم شركة أخرى التعلم الآلي للتنبؤ بأماكن انقطاع التيار الكهربائي وعدد السكان الذين قد يتأثرون.

ولذلك، يقول جيانغ إن التعامل مع أعاصير مثل ميلتون يجعل عمله أكثر إلحاحًا: “هناك المزيد والمزيد من الأحداث المتطرفة والمخاطر الساحلية مثل إعصار ميلتون بالقرب منا، ونحن حقًا في سباق مع الزمن لتطوير تقنيات الذكاء الاصطناعي بشكل أسرع”.