تطبيق الذكاء الاصطناعي في التنبؤ والتحذير من الكوارث الطبيعية

يُعدّ الإنذار المبكر الإجراء الأكثر فعالية للحد من أضرار الكوارث الطبيعية المتعلقة بالطقس والمناخ والهيدرولوجيا. وقد أظهرت العديد من الدراسات أنه في حال التحذير من كارثة طبيعية قبل 24 ساعة، تنخفض الأضرار بنحو 30% مقارنةً بعدم التحذير. لذلك، في ظلّ تغيّر المناخ المتزايد التعقيد، وازدياد وتيرة وشدة العواصف والأمطار الغزيرة والفيضانات والسيول الجارفة والانهيارات الأرضية والعواصف الرعدية والبرق، يكتسب الإنذار المبكر أهمية متزايدة.

في فيتنام، تطبيقًا للقرار رقم 57-NQ/TW الصادر عن المكتب السياسي، طبّق قطاع الأرصاد الجوية والهيدرولوجيا تدريجيًا الذكاء الاصطناعي والبيانات الضخمة والتحول الرقمي في عمليات الرصد والتنبؤ. منذ بداية العام، نشرت إدارة الأرصاد الجوية والهيدرولوجيا ( وزارة الزراعة والبيئة ) تطبيقات الذكاء الاصطناعي في بعض مراحل عملية التنبؤ. وتحديدًا، يتم تدريب خوارزميات التعلم الآلي من بيانات الرادار وصور الأقمار الصناعية والرصد الآلي لتوفير تنبؤات قصيرة المدى لهطول الأمطار مع استجابة سريعة ودقة عالية.

لتحديد شدة العواصف في بحر الشرق، يُستخدم الذكاء الاصطناعي لتحليل صور الأقمار الصناعية للأرصاد الجوية لتحديد مركز الإعصار، وتقييم شدة العاصفة واتجاه تطورها، ودعم التحليلات المتعمقة للمتنبئين. لا تزال هذه الأنظمة قيد التطوير والتدريب المكثف ودمجها في عملية دعم التنبؤات المهنية. تتيح هذه التقنية للسلطات مراقبة أحوال الطقس والبيئة باستمرار، مما يوفر إنذارات مبكرة وتدابير استجابة سريعة لحماية أرواح الناس وممتلكاتهم.

صرح السيد ماي فان خيم، مدير المركز الوطني للتنبؤات الهيدرولوجية، بأنه خلال موسم العواصف والفيضانات هذا العام، استخدم قطاع الهيدرولوجيا الذكاء الاصطناعي في عمليات الرصد والتنبؤ. وقد حققت النتائج دقة أعلى من الأدوات التقليدية.

فيما يتعلق بتوقعات العواصف، يتراوح خطأ التنبؤ في مركز العاصفة على مدار 24 ساعة بين 90 و110 كيلومترات، وهو ما يتوافق مع المتوسط ​​الإقليمي. يساعد الذكاء الاصطناعي الفريق على تقييم الاحتمالات وعدم اليقين، مما يدعم اتخاذ القرارات المتعلقة بالوقاية من الكوارث.

في التنبؤ بالأمطار الغزيرة، يُعطي نموذج WRF (نظام الطقس المتوسط ​​النطاق لأبحاث وتنبؤات عمليات الطقس) والمجموعة الإقليمية نتائج جيدة جدًا مع هطول أمطار واسعة النطاق، إلا أنهما لا يزالان يواجهان تحديات مع الأمطار المحلية قصيرة المدى في التضاريس المعقدة، حيث تتعارض الدورات الجوية صغيرة النطاق. وقد ساعدت التحذيرات من العواصف الرعدية والأعاصير والبرق، عند دمج رادار الطقس وصور الأقمار الصناعية وبيانات المجموعة وخوارزميات التنبؤ الآني، في إصدار تحذيرات من العواصف الرعدية قبل 30 دقيقة إلى 3 ساعات في العديد من المناطق الرئيسية.

حددت إدارة الأرصاد الجوية المائية المشكلة العلمية والتكنولوجية الرئيسية للصناعة على أنها "إتقان تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي في التنبؤات الجوية والهيدرولوجية، وبناء نظام ذكاء اصطناعي شامل للتنبؤات الجوية والهيدرولوجية متعددة المقاييس بدقة عالية وأتمتة عمليات التنبؤ.

السيد ماي فان خيم،
مدير المركز الوطني للتنبؤات الهيدرولوجية الجوية

وفقًا لرئيس إدارة الأرصاد الجوية المائية، مقارنةً باليابان والصين وكوريا الجنوبية وغيرها، لا تزال قدرة بلدنا على التنبؤ ونظام الرصد محدودة. من ناحية أخرى، وبسبب قيود الميزانية، لم تتمكن بلادنا من استثمار الكثير في العلوم والتكنولوجيا للتنبؤ بالأرصاد الجوية المائية والكوارث الطبيعية. إضافةً إلى ذلك، لا تزال البنية التحتية لتكنولوجيا المعلومات ضعيفة؛ إذ لا توجد محطات رصد كافية... في حين أن مشكلة معالجة الذكاء الاصطناعي لقطاع الأرصاد الجوية المائية تتطلب بنية تحتية معلوماتية ضخمة وموارد مالية، بالإضافة إلى فريق من الخبراء المؤهلين تأهيلاً عالياً في تكنولوجيا المعلومات. كما تتطلب البنية التحتية للحوسبة والمعالجة بالذكاء الاصطناعي رقائق معالجة سريعة وتكاليف باهظة.

مع التطورات المعقدة لتغير المناخ وتزايد الظواهر الجوية المتطرفة، يُعدّ تحديث الأرصاد الجوية المائية وتحسين قدرات التنبؤ والإنذار المبكر أمرًا بالغ الأهمية لحماية المجتمع والاقتصاد ... لذا، يلعب بناء واستكمال أنظمة التنبؤ والإنذار المبكر دورًا بالغ الأهمية. كما يُعتبر هذا خط الدفاع الأول في جهود الوقاية من مخاطر الكوارث الطبيعية والتخفيف من آثارها.

لتحقيق ذلك، صرّح السيد ماي فان خيم بأن قطاع الأرصاد الجوية والهيدرولوجيا يحتاج في الفترة المقبلة إلى التركيز على تنفيذ خطة ابتكار شاملة لتحسين القدرة على التنبؤ والإنذار، وخدمة جهود الوقاية من الكوارث الطبيعية والتنمية المستدامة بفعالية. وتركز الخطة على مواصلة التنفيذ الفعال للقرار رقم 57-NQ/TW بشأن الإنجازات في تطوير العلوم والتكنولوجيا والابتكار والتحول الرقمي الوطني. وقد حددت إدارة الأرصاد الجوية والهيدرولوجيا المشكلة العلمية والتكنولوجية الرئيسية التي تواجه هذا القطاع، وهي "إتقان تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي في التنبؤات الجوية والهيدرولوجية، وبناء نظام ذكاء اصطناعي شامل للتنبؤات الجوية والهيدرولوجية متعددة النطاقات بدقة عالية، وأتمتة عمليات التنبؤ"، حسبما أشار السيد ماي فان خيم.

وبناءً على ذلك، ستُعطي إدارة الأرصاد الجوية المائية الأولوية لتطبيق التقنيات الحديثة، مثل الذكاء الاصطناعي والبيانات الضخمة وإنترنت الأشياء (IoT)، في جميع مراحل عملية الأرصاد الجوية المائية، بدءًا من الرصد وجمع البيانات ومعالجتها، وصولًا إلى التحليل والتنبؤ والتواصل. ولا يُسهم إتقان هذه التقنيات في تحسين دقة العمل المهني وأتمتته فحسب، بل يُمهد الطريق أيضًا لتطوير نظام تنبؤ ذكي متعدد النطاقات، يُلبي احتياجات خدمة الأفراد والسلطات والقطاعات الاقتصادية في ظل تغير المناخ المُتزايد التعقيد. إلى جانب ذلك، تُركز الإدارة على تحسين القدرة على التنبؤ بالظواهر الجوية المتطرفة، وبناء نظام إنذار مُبكر متعدد الكوارث لضمان الحصول على معلومات دقيقة وفي الوقت المناسب؛ وتكوين فريق من الكوادر المؤهلة تأهيلاً عالياً، مع التركيز على تدريب الكوادر البشرية الشابة لتلبية المتطلبات الجديدة؛ وتعزيز التواصل، ورفع مستوى الوعي العام بدور الأرصاد الجوية المائية في الوقاية من الكوارث ومكافحتها؛ وتعزيز التعاون الدولي، والسعي إلى الدعم الفني والتكنولوجي، وتدريب الكوادر البشرية.