التنبؤ بالعواصف وموجات الحر يتقدم بفضل الذكاء الاصطناعي

يشكل تحسين دقة توقعات موجات الحر والعواصف، والحد من القدر الكبير من الطاقة الذي يستلزمه وضعها، هدفا لمختلف هيئات الأرصاد الجوية، وهي باتت تعو ل 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، مؤشرا إلى التقدم السريع في الأبحاث.
وكانت « غوغل » أعلنت في كانون الأول/ديسمبر الفائت، أن نموذجها « جين كاست » الذي درب على بيانات تاريخية، أظهر قدرة على التنبؤ بالطقس والعوامل المناخية المتطرفة على فترة 15 يوما بدقة لا مثيل لها. ولو كان « جين كاست » قيد التشغيل عام 2019، لكان تجاوز في 97% 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 أيضا، أول نموذج للذكاء الاصطناعي يتنبأ بمسار الأعاصير لخمسة أيام بشكل أفضل من سبعة مراكز توقعات حكومية، بحسب نتائج ن شرت خلال هذا الأسبوع في مجلة « نيتشر » العلمية.
بالنسبة إلى إعصار دوكسوري عام 2023، وهو الأكثر تكلفة 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 الرئيسي لـ »أورورا »، في مقطع فيديو نشرته مجلة « نيتشر »: « في السنوات الخمس إلى العشر المقبلة، سيكون الهدف الأسمى هو بناء أنظمة قادرة على العمل مباشرة مع عمليات رصد »، سواء أكانت أقمارا اصطناعية أو غير ذلك، « من أجل وضع توقعات عالية الدقة حيثما نريد »، في حين تفتقر بلدان كثيرة حاليا 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 لور راينو، الباحثة في مجال الذكاء الاصطناعي لدى هيئة « ميتيو فرانس » الفرنسية للأرصاد الجوية، في حديث إلى وكالة فرانس برس، في خضم تطوير نسختين قائمتين على الذكاء الاصطناعي من نموذجي « أربيج » و »أروم ».
وتعمل النماذج المسماة « فيزيائية » والتي تم ابتكارها على مدى عقود، من خلال إدخال كميات هائلة من البيانات الرصدية أو أرشيفات الطقس في أجهزة كمبيوتر قوية، ثم تطبيق قوانين الفيزياء المحو لة 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 تماما »، من دون إعادة احتساب كل شيء، وفق لور راينو.
وتقول الباحثة « قد نتمكن بفضل مكاسب في السرعة والجودة، من احتساب توقعاتنا بشكل أكثر تكرارا يوميا »، خصوصا 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 تكلفة لناحية الحساب بنحو الف مرة من النموذج التقليدي »، وفق ما تقول لوكالة فرانس برس فلورنس رابيه، المديرة العامة للمركز الذي يوفر توقعات لـ35 دولة أوروبية.
ينتج نموذج الذكاء الاصطناعي هذا حاليا توقعات على مقياس يبلغ حوالى 30 كيلومترا مربعا، وهو بالتأكيد أقل تفصيلا من الخاص بـ »أورورا » (نحو 10 كيلومترات مربعة)، لكن نسخته الأولى تشغيلية أصلا، ويستخدمها منذ شباط/فبراير خبراء الأرصاد الجوية المحليون المسؤولون عن إعداد التنبيهات للسكان.
ولن تختفي هذه التوقعات بشكل سريع، بحسب لور راينو التي تقول « سنحتاج دائما إلى خبراء في الأرصاد الجوية لتقييم البيانات ».
وتقول فلورنس رابيه « عندما يتعلق الأمر بحماية الأشخاص والممتلكات، لا أعتقد أننا نستطيع الاستغناء عن الخبرة البشرية ».

جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا

اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:

التعلم مع الذكاء الاصطناعيالتحقق من الحقائقتحويل النص إلى كلامملخص الذكاء الاصطناعي

أخبار ذات صلة

اليوم 24

منذ 9 ساعات

• اليوم 24

التنبؤ بالعواصف وموجات الحر يتقدم بفضل الذكاء الاصطناعي

يشكل تحسين دقة توقعات موجات الحر والعواصف، والحد من القدر الكبير من الطاقة الذي يستلزمه وضعها، هدفا لمختلف هيئات الأرصاد الجوية، وهي باتت تعو ل 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، مؤشرا إلى التقدم السريع في الأبحاث. وكانت « غوغل » أعلنت في كانون الأول/ديسمبر الفائت، أن نموذجها « جين كاست » الذي درب على بيانات تاريخية، أظهر قدرة على التنبؤ بالطقس والعوامل المناخية المتطرفة على فترة 15 يوما بدقة لا مثيل لها. ولو كان « جين كاست » قيد التشغيل عام 2019، لكان تجاوز في 97% 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 أيضا، أول نموذج للذكاء الاصطناعي يتنبأ بمسار الأعاصير لخمسة أيام بشكل أفضل من سبعة مراكز توقعات حكومية، بحسب نتائج ن شرت خلال هذا الأسبوع في مجلة « نيتشر » العلمية. بالنسبة إلى إعصار دوكسوري عام 2023، وهو الأكثر تكلفة 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 الرئيسي لـ »أورورا »، في مقطع فيديو نشرته مجلة « نيتشر »: « في السنوات الخمس إلى العشر المقبلة، سيكون الهدف الأسمى هو بناء أنظمة قادرة على العمل مباشرة مع عمليات رصد »، سواء أكانت أقمارا اصطناعية أو غير ذلك، « من أجل وضع توقعات عالية الدقة حيثما نريد »، في حين تفتقر بلدان كثيرة حاليا 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 لور راينو، الباحثة في مجال الذكاء الاصطناعي لدى هيئة « ميتيو فرانس » الفرنسية للأرصاد الجوية، في حديث إلى وكالة فرانس برس، في خضم تطوير نسختين قائمتين على الذكاء الاصطناعي من نموذجي « أربيج » و »أروم ». وتعمل النماذج المسماة « فيزيائية » والتي تم ابتكارها على مدى عقود، من خلال إدخال كميات هائلة من البيانات الرصدية أو أرشيفات الطقس في أجهزة كمبيوتر قوية، ثم تطبيق قوانين الفيزياء المحو لة 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 تماما »، من دون إعادة احتساب كل شيء، وفق لور راينو. وتقول الباحثة « قد نتمكن بفضل مكاسب في السرعة والجودة، من احتساب توقعاتنا بشكل أكثر تكرارا يوميا »، خصوصا 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 تكلفة لناحية الحساب بنحو الف مرة من النموذج التقليدي »، وفق ما تقول لوكالة فرانس برس فلورنس رابيه، المديرة العامة للمركز الذي يوفر توقعات لـ35 دولة أوروبية. ينتج نموذج الذكاء الاصطناعي هذا حاليا توقعات على مقياس يبلغ حوالى 30 كيلومترا مربعا، وهو بالتأكيد أقل تفصيلا من الخاص بـ »أورورا » (نحو 10 كيلومترات مربعة)، لكن نسخته الأولى تشغيلية أصلا، ويستخدمها منذ شباط/فبراير خبراء الأرصاد الجوية المحليون المسؤولون عن إعداد التنبيهات للسكان. ولن تختفي هذه التوقعات بشكل سريع، بحسب لور راينو التي تقول « سنحتاج دائما إلى خبراء في الأرصاد الجوية لتقييم البيانات ». وتقول فلورنس رابيه « عندما يتعلق الأمر بحماية الأشخاص والممتلكات، لا أعتقد أننا نستطيع الاستغناء عن الخبرة البشرية ».

أخبارنا

منذ 17 ساعات

• أخبارنا

اكتشاف مجرة "عملاقة" تشكلت في المرحلة المبكرة للكون

أظهرت دراسة نُشرت الأربعاء في مجلة "نيتشر" العلمية أن الكون كان لا يزال صغيرا عندما تشكّلت فيه مع ذلك المجرة الحلزونية الضخمة J0107a ذات التدفقات الغازية الكبيرة بالنسبة إلى تلك الحقبة البعيدة التي شهدت وفرة في ولادة النجوم. ونقل بيان للمرصد الفلكي الوطني الياباني وجامعة ناغويا عن كبير معدّي هذه الدراسة شو هوانغ وَصْفَه بـ"الضخمة" المجرة J0107a التي كانت موجودة عندما كان عمر الكون 2.6 مليار سنة فحسب، أي ما يعادل خمس عمره الراهن. وتبلغ كتلة J0107a أكثر من عشرة أضعاف كتلة مجرة درب التبانة التي ينتمي إليها كوكب الأرض. وتشبه J0107a كوكب الأرض في كونها مجرة حلزونية ضلعية، أي أنها قرص يمرّ في وسطه شريط من الغاز والنجوم، ومزود بأذرع منحنية. وشرحت أستاذة علم الفلك في جامعة سوينبورن للتكنولوجيا في أستراليا ديان فيشر في مقال مصاحب أن المشكلة تكمن في أن مثل هذه الأشرطة من الغاز والنجوم "لا يُتوقع ظهورها في الكون المبكر جدا"، لأنها "أنظمة متطورة جدا ومنظمة بشكل جيد وتستغرق وقتا طويلا حتى تتشكل". وتتميز مجرّة J0107a أيضا بأن نسبة الغاز الموجودة في شريطها مرتفعة جدا وتبلغ نحو 50 في المئة، مقارنة بـ 10 في المئة للمجرات الشريطية الأكثر حداثة. ويتدفق جزء من هذه الكتلة من الغاز نحو مركز المجرّة، حيث يغذي تكوين النجوم بوتيرة كبيرة جدا، أعلى بثلاثمئة مرة من معدل مجرة درب التبانة. وفي شريطها وحده، تنتج J0107a ما يعادل 500 شمس في السنة. وتحيط بالمجرّة J0107a وتدعم نموها سحابة عملاقة يبلغ قطرها 120 ألف سنة ضوئية، أي أكبر من مجرة درب التبانة. وقد يكون وقود الغاز الذي يسمح بهذا التكوين مسؤولا أيضا، وفقا للدراسة، عن نشاط مركز المجرة الذي قُدّر سطوعه بما يعادل 700 مليار شمس. ولا يشكل هذا النشاط المكثف مفاجأة في ذاته، إذ أشارت فيشر إلى أن "غالبية النجوم تشكلت خلال هذه الحقبة العاصفة الغنية بالغاز". وأدى بدء العمل عام 2022 بتلسكوب "جيمس ويب" الفضائي، بعد "هابل"، إلى تطور كبير في مجال المراقبة الفلكية، من خلال الكشف أولا عن وجود فائض من المجرات مقارنة بتوقعات النماذج مع هياكل أكثر إشراقا وربما تشكلت في وقت أبكر مما كان يُعتقَد. والأهم أن "هابل" كان يرصد خصوصا أشكالا غير منتظمة، فيما يرصد "جيمس ويب" أجساما منظّمة بشكل لا مثيل له. وأكمل فريق علماء الفلك من المؤسسات اليابانية بقيادة شو هوانغ ملاحظاتهم باستخدام تلسكوب "ألما" الراديوي العملاق الكائن في صحراء أتاكاما في تشيلي، والذي أتاح دراسة توزيع وطريقة عمل جزيئات الغاز.

لكم

منذ 4 أيام

• لكم

نموذج ذكاء اصطناعي من مايكروسوفت يتفوق بتوقعاته على هيئات الأرصاد الجوية التقليدية

نجح نموذج ذكاء اصطناعي من شركة مايكروسوفت في إنتاج توقعات جوية لمدة 10 أيام أكثر دقة وبتكلفة أقل من النماذج التقليدية التي تعتمدها الهيئات الدولية المختصة الكبرى، وفقا لنتائج نشرتها الأربعاء مجلة 'نيتشر' العلمية. وتشكل هذه النتائج التجريبية غير المتاحة للعامة انجازا في العصر الذي بدأه عام 2023 نموذج الذكاء الاصطناعي 'بانغو-ويذر' من شركة هواوي، فيما تسعى الهيئات الكبرى المختصة إلى إنتاج توقعات أكثر موثوقية لظواهر الطقس الحادة التي تتسبب بأضرار بشرية ومادية وتفاقمت بفعل الاحترار المناخي العالمي. وأعلنت غوغل أيضا في العام المنصرم أنها تغلبت على النماذج التقليدية بنموذج قائم على الذكاء الاصطناعي. وأوضح الباحثون في نتائج دراستهم المنشورة في 'نيتشر' أن نموذج التعلم الآلي 'أورورا' من مايكروسوفت 'تفوق على التوقعات التشغيلية في التنبؤ بجودة الهواء، وأمواج المحيط، ومسارات الأعاصير المدارية، وظروف الطقس العالية الدقة، وكل ذلك بتكلفة حسابية' أدنى بكثير. وشرح مصممو 'أورورا' أنه بات، من خلال إعادة محاكاة حالات من الماضي القريب، أول نموذج ذكاء اصطناعي يتوصل إلى توقعات لمسار الأعاصير المدمرة على امتداد خمسة أيام، تبي ن أنها أفضل من تلك التي توصلت إليها سبعة مراكز للأرصاد الجوية، من بينها مركز الأعاصير الأميركي. فقبل أربعة أيام من إعصار 'دوكسوري' في المحيط الهادئ، تنبأ 'أورورا' في محاكاته بأن هذا الإعصار سيضرب الفيليبين، وهو ما حصل فعلا، في حين كانت التوقعات الرسمية في ذلك الوقت، عام 2023، تشير إلى أنه سيتجه شمال تايوان. كذلك تفو ق نموذج الذكاء الاصطناعي من مايكروسوفت في 92 في المئة من الحالات على توقعات نموذج المركز الأوروبي للتنبؤات الجوية المتوسطة المدى العالمية لمدة 10 أيام، وعلى مقياس يبلغ نحو عشرة كيلومترات مربعة. ويعد المركز الأوروبي للتنبؤات الجوية المتوسطة المدى الذي يوفر توقعات لـ35 دولة في أوروبا، المرجع العالمي للدقة في مجال الأرصاد الجوية.