وقد قدم فريق بقيادة المجلس الأعلى للاستثمار وجامعة كولومبيا عرضًا نهج رائد قادر على توقع موجات الحر ونسبتها لتغير المناخ خلال أيام. يدمج الاقتراح، المنشور في مجلة Earth's Future، النماذج الفيزيائية لنظام المناخ مع التنبؤات التي تم إنشاؤها بواسطة الذكاء الاصطناعي لتقدير مدى مساهمة العامل البشري في حدوث حلقة متطرفة بالدقائق.
يمثل هذا الاختراق تغييرا كبيرا في علم الإسناد، وهو المجال الذي، كما أبرزته العديد من الأعمال الحديثة، أصبح مفتاحًا لفهم وتوصيل كيفية تأثير الاحتباس الحراري العالمي. تعديل التطرفويؤكد المؤلفون على ضرورة الحصول على نتائج تشغيلية في الوقت الفعلي تقريبًا يجعل من الأسهل تفعيل التدابير الوقائية وتحسين إدارة المخاطر.
طريقة هجينة لتجنب موجات الحر
المنهجية تجمع بين العلامات الفيزيائية للاحتباس الحراري من محاكاة المناخ العالمي مع توقعات جوية مبنية على الذكاء الاصطناعي. هذا يسمح تقدير سريع وقابل للقياس حول دور النشاط البشري في تطور موجة حر وشيكة.
وللقيام بذلك، يتم استخدام ثلاث أدوات متطورة تحاكي الغلاف الجوي بتفاصيل كبيرة على مقاييس 10 إلى 15 أيامويؤكد الفريق أن هذه التقنيات تحقق مستوى الدقة قابلة للمقارنة مع النماذج العددية التقليدية، ولكن في في غضون دقائق ودون الحاجة إلى الحوسبة الفائقة.
- فوركاست نت-الإصدار 2:هندسة الذكاء الاصطناعي المُحسّنة للتوقعات العالمية.
- بانغو الطقس:نظام يعتمد على التعلم العميق للتنبؤ السريع.
- العصبيةGCM: نهج هجين يدمج الفيزياء الجوية مع الشبكات العصبية.
ويؤكد الباحث بيرنات جيمينيز إستيف (IGEO) أن هذه النماذج، المدربة على البيانات الجوية العالمية، تسمح بمحاكاة التطور الجوي مع خفة الحركة، فتح الباب لتحليل الإسناد خلال مرحلة ما قبل الحدث وليس بعد وقوع الحدث فقط.
كيفية تقدير البصمة البشرية: العالم الواقعي والواقعي المضاد
يقارن الإجراء بين واقعين متوازيين لنفس الفترة: في سيناريو واقعي يتم تمثيل العالم كما هو، مع الأخذ في الاعتبار ظاهرة الاحتباس الحراري الحالية، وفي سيناريو مضاد للواقع، يتم إعادة بناء الغلاف الجوي المكافئ لمناخ ما قبل الصناعة، بدون تأثير بشري.
لتوليد هذا العالم الافتراضي، تم تعديل ما يلي: الظروف الأولية ويتم طرح تأثير تغير المناخ المقدر بواسطة النماذج المناخية. فرق بين كلا التنبؤين يسمح بقياس مقدار كثافة اضافية يجلب ال القوة البشرية لموجة الحر المتوقعة.
الفائدة العظيمة لهذا النهج تكمن في سرعة:بدلاً من الانتظار لأسابيع للحصول على نتائج معقدة، قد يكون الإسناد متاحًا في غضون دقائق- تسهيل استخدامه في صنع القرار، الاتصالات العامة وتخطيط الاستجابة.
التحقق من صحة الحلقات الحقيقية من مناطق مختلفة
وقد طبق الفريق هذه الطريقة بأثر رجعي على أربع موجات حرارة عالية التأثير: شبه الجزيرة الايبيرية (2018) كندا-الولايات المتحدة الأمريكية (2021) الهند وباكستان (2022) Y البرازيل (2023). في جميع الحالات، توقعت أنظمة الذكاء الاصطناعي ظهور المرض بعدة أيام. والشدة من الحلقة والأنماط الجوية المرتبطة بها.
المقارنة بين الواقع والواقع المضاد أظهرت إشارات قوية ومتسقة عبر النماذج: تغير المناخ زادت بشكل كبير la خطورة من موجات الحر التي تم تحليلها. في حالة شبه الجزيرة الأيبيرية، يشير الباحث ديفيد باريو بيدرو (IGEO) إلى أنه في أغسطس 2018، أدى الاحترار إلى ارتفاع درجات الحرارة بأكثر من 1,3 درجة مئوية.
وتدعم هذه النتائج الفكرة التي يتبناها بالفعل المجتمع العلمي والتعليمي على نطاق واسع، وهي أنه من المعقول أن يكون هناك دراسات الإسناد بعد ساعات أو أيام قليلة من وقوع حدث متطرف أو حتى قبله، مما يوفر معلومات حيوية للمجتمع.
التأثير التشغيلي: التنبيهات وإدارة المخاطر والتطبيقات الجديدة
وفقًا لريكاردو جارسيا هيريرا (IGEO)، فإن التنبؤ المبكر والإسناد توفير أساس تجريبي لتفعيل أنظمة الإنذار المبكر وتصميم تدابير التكيف وتوجيه القرارات إدارة المخاطر.
النهج، علاوة على ذلك، يقلل التكاليف ويحد من حواجز الوصول مقارنةً بالطرق العددية التقليدية. نظرًا لأنها تتطلب موارد حسابية أقل، يقلل هكذا استهلاك الطاقة كما انبعاثات CO2، مما يسمح بنشرها بطريقة عالمية وعادلة.
يشير المؤلفون إلى أن الإطار هو قابلة للتوسع إلى ظواهر متطرفة أخرىكما ظواهر الطقس المتطرفة الأخرىعلى الرغم من أن التحديات العلمية والتقنية لا تزال قائمة، إلا أن الأجيال الجديدة من نماذج الذكاء الاصطناعي أصبحت الآن جاهزة لتعزيز علم المناخ مع تطبيقات سريعة الخطى وعلى نطاق عالمي.
بفضل هذا الجمع بين النماذج الفيزيائية والذكاء الاصطناعي، إسناد الدور الإنساني في موجات الحر تصبح أداة عملي وفي الوقت المناسب، وهي مفيدة للسلطات ووسائل الإعلام والمواطنين، مع إمكانية تحويل الاستعداد للظواهر الجوية المتطرفة في سياق الانحباس الحراري المستمر.
