نجحت وكالة ناسا في تطوير نظام ذكاء اصطناعي يساعد على التنبؤ بتطور العواصف الاستوائية بدقة عالية

أصبح سلوك الأعاصير المدارية (أنظمة العواصف السريعة الدوران التي تتميز بمركز الضغط المنخفض والرياح القوية وهياكل السحب الرعدية الحلزونية التي تنتج أمطارًا غزيرة) معقدًا بشكل متزايد، وقد تغير بشكل لا يمكن التنبؤ به للغاية في السنوات الأخيرة بسبب تأثير المناخ العالمي يتغير. وهذا يجعل مراكز الأرصاد الجوية الهيدرولوجية تواجه تحديات كبيرة في التنبؤ بتطور العاصفة الاستوائية.

في الواقع، كان خبراء الأرصاد الجوية دائمًا ماهرين جدًا في التنبؤ باتجاه العاصفة . لكن الحساب والتنبؤ بموعد اشتداد العاصفة أمر أكثر صعوبة. ويتطلب الأمر من خبراء الأرصاد الجوية أن يكون لديهم معلومات دقيقة عن الوضع الفعلي الذي يحدث داخل الإعصار المداري، وكذلك المؤثرات الخارجية مثل دفء مياه البحر، والضغط الجوي وغيرها.

إعصار مايساك الفائق من الفئة 5 كما يظهر من محطة الفضاء الدولية

تتطلب مثل هذه المهام المعقدة مساعدة كبيرة من أنظمة الكمبيوتر، وخاصة الذكاء الاصطناعي (AI). يمكن لنموذج جديد للتعلم الآلي طورته وكالة ناسا أن يحسن بشكل كبير دقة تنبؤات تطور الأعاصير المدارية، وبالتالي مساعدة السلطات على التخطيط وفقًا لذلك لضمان سلامة حياة الناس وممتلكاتهم.

تم تطوير نموذج الذكاء الاصطناعي هذا من قبل العلماء في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في جنوب كاليفورنيا بالولايات المتحدة الأمريكية، بعد سنوات عديدة من البحث وتجميع بيانات الأقمار الصناعية المتعلقة بأنظمة الأعاصير المدارية في جميع أنحاء العالم.

في الأساس، اكتشف العلماء ثلاث إشارات واضحة نسبيًا تشير إلى أن العاصفة الاستوائية ستصبح أكثر شدة: هطول أمطار غزيرة داخل العاصفة؛ كمية الجليد المائي الموجود في السحب وسط العاصفة، ودرجة حرارة الهواء المتدفق من عين العاصفة. استخدم الفريق بعد ذلك برنامج IBM Watson Studio لبناء نموذج قام بتحليل كل هذه العوامل، بالإضافة إلى البيانات التي جمعها المركز الوطني الأمريكي للأعاصير، وهي وكالة حكومية متخصصة في مراقبة أنماط الطقس الاستوائي الخطيرة.

وقام الباحثون بتدريب نموذج التعلم الآلي حتى يتمكن من اكتشاف متى تشتد العاصفة بسرعة - والذي يحدث عادة عندما تزيد سرعة الرياح بمقدار 56 كم / ساعة أو أكثر خلال 24 ساعة - بالنسبة للأعاصير. اجتاحت الأعاصير الولايات المتحدة في الفترة من 1998 إلى 2008. ثم انتقلوا إلى اختباره على مجموعة منفصلة من البيانات حول الأعاصير التي ضربت الولايات المتحدة في الفترة من 2009 إلى 2014. وأخيرًا، قارن فريق الدراسة توقعات نظام الذكاء الاصطناعي بالنتائج التي قدمها المركز الوطني للأعاصير.

خريطة توضح مسار جميع الأعاصير المدارية على الأرض خلال الفترة 1985-2005.

تظهر النتائج أن نموذج التعلم الآلي التابع لناسا يمكنه التنبؤ باحتمالية زيادة سرعة الرياح العاصفة بما لا يقل عن 56 كم/ساعة خلال 24 ساعة بدقة أعلى بنسبة 60% من الحسابات المستخدمة اليوم. خاصة بالنسبة للعواصف التي تزيد سرعة الرياح فيها عن 64 كم/ساعة على الأقل، يستطيع النظام التنبؤ بقوتها بدقة تزيد عن 200%.

يقوم علماء ناسا حاليًا باختبار النظام مع الأعاصير خلال موسم العواصف الاستوائية لهذا العام. إذا كانت النتائج إيجابية، فسيتم على الفور "توظيف" النموذج في قسم التنبؤ بالأرصاد الجوية التابع لوكالة ناسا، مما يساهم في تقليل الأضرار التي تلحق بالأشخاص والممتلكات عند اكتشاف الأعاصير المدارية في المستقبل، ليس فقط في الولايات المتحدة ولكن أيضًا في العديد من النقاط الساخنة الأخرى. حول العالم.

• ماذا يحدث عندما تصطدم عاصفتان؟