كتب – رامز يوسف:
يؤثر الطقس على حياتنا اليومية، ويتحكم بنسبة كبيرة في القرارات المتعلقة بالسلامة والسفر والعمل. ومع تسبب تغير المناخ في المزيد من الأحداث المتطرفة، أصبحت التوقعات الدقيقة لا غنى عنها. ومع ذلك، لا يزال التنبؤ بأنماط الطقس أكثر من 3 أيام يشكل تحديًا.
والآن، يهدف نموذج الذكاء الاصطناعي الجديد، GenCast، إلى إعادة تعريف التنبؤ بالطقس بدقة وسرعة لا مثيل لها.
GenCast هو نموذج مجموعة ذكاء اصطناعي عالي الدقة قادر على التنبؤ بالطقس لمدة تصل إلى 15 يومًا مقدمًا.
مقارنة بنظام ENS التابع للمركز الأوروبي للتنبؤات الجوية متوسطة المدى (ECMWF)، يقدم GenCast باستمرار تنبؤات أكثر دقة.
النموذج ليس أسرع فحسب، بل إنه موثوق للغاية أيضًا في التنبؤ بأنماط الطقس اليومية والأحداث المتطرفة مثل الأعاصير وموجات الحر.
يمثل GenCast قفزة كبيرة عن سابقه ويستخدم مجموعة من 50 تنبؤًا أو أكثر، يمثل كل منها مسارًا محتملًا للطقس.
قفزة في تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي
يستخدم GenCast نماذج الانتشار، وهو نوع من الذكاء الاصطناعي التوليدي المستخدم سابقًا في إنشاء الصور ومقاطع الفيديو والموسيقى. وبتكييفه مع الهندسة الكروية للأرض، يحاكي النموذج بدقة أنماط الطقس المعقدة.
درب الباحثون GenCast باستخدام 4 عقود من البيانات التاريخية من أرشيف ECMWF ERA5، الذي يتضمن متغيرات مثل درجة الحرارة وسرعة الرياح والضغط على ارتفاعات متعددة.
النتيجة هي نموذج يتمتع بفهم لا مثيل له لديناميكيات الطقس العالمية.
قيم الباحثون GenCast باستخدام بيانات من عام 2019، واختبارها على 1320 مجموعة من المتغيرات والأوقات.
تفوقت أداة GenCast على ENS في 97.2% من هذه الحالات وتفوقت في 99.8% من السيناريوهات في أوقات تسليم تتجاوز 36 ساعة. توضح هذه النتائج مهارة GenCast المتفوقة في التنبؤ بكل من الظروف الجوية القياسية والأحداث المتطرفة.
على سبيل المثال، في التنبؤ بالحرارة الشديدة أو الرياح العاتية، قدمت GenCast باستمرار قيمة أعلى. توازن توقعاتها المجمعة بين الثقة وعدم اليقين، وتقدم رؤى قابلة للتنفيذ لسيناريوهات مثل مسارات الأعاصير.
كان أحد الأمثلة البارزة هو إعصار هاجيبس. قبل 7 أيام من وصول العاصفة إلى اليابسة، تنبأت GenCast بمجموعة واسعة من المسارات المحتملة، تقلصت إلى مجموعة دقيقة وصحيحة مع اقتراب العاصفة من اليابان.
الكفاءة وقابلية التوسع
تعد كفاءة GenCast ميزة بارزة أخرى. في حين تتطلب النماذج التقليدية ساعات على أجهزة الكمبيوتر العملاقة، فإن GenCast يولد توقعات لمدة 15 يومًا في 8 دقائق فقط باستخدام Google Cloud TPU v5.
هذه السرعة وقابلية التوسع تجعله أداة مثالية للتطبيقات في الوقت الفعلي وإمكانية الوصول الأوسع.
تمتد التطبيقات المحتملة لـ GenCast إلى ما هو أبعد من التنبؤ بالطقس. يمكن للتنبؤات الدقيقة لمخاطر الطقس المتطرفة إنقاذ الأرواح ومنع الأضرار وخفض التكاليف.
على سبيل المثال، تمكن التنبؤات المحسنة للأعاصير المدارية من الاستعداد بشكل أفضل للكوارث، في حين يمكن للتنبؤات المحسنة بطاقة الرياح أن تعزز موثوقية الطاقة المتجددة.
تؤكد Google على التعاون والشفافية من خلال جعل كود GenCast وأوزانه متاحة بشكل مفتوح. تهدف هذه المبادرة إلى تسريع البحث والابتكار في التنبؤ بالطقس وعلم المناخ.
ستكون توقعات النموذج في الوقت الفعلي والتاريخية متاحة قريبًا للباحثين وعلماء الأرصاد الجوية والصناعات.
يكمل نموذج الذكاء الاصطناعي مجموعة نماذج الطقس القائمة على الذكاء الاصطناعي من جوجل، بما في ذلك NeuralGCM وSEEDS وأنظمة التنبؤ بالفيضانات.
تعزز هذه النماذج بالفعل تجارب المستخدم على منصات مثل Google Search وMaps. من خلال الجمع بين الذكاء الاصطناعي والأرصاد الجوية التقليدية، تهدف جوجل إلى تحسين التوقعات ومعالجة التحديات التي يفرضها تغير المناخ.
بالنظر إلى المستقبل، يمكن أن يمتد تأثير GenCast إلى قطاعات مثل الأمن الغذائي والاستجابة للكوارث. توفر الشراكات مع شركات ومنظمات الطاقة المتجددة التي تركز على الجهود الإنسانية فرصًا لتحقيق فوائد مجتمعية كبيرة.
تقف GenCast في طليعة عصر جديد في التنبؤ بالطقس يدمج الذكاء الاصطناعي المتقدم مع الأساليب التقليدية لخدمة المجتمع بشكل أفضل في ظل مناخ متغير.
نُشر البحث في مجلة Nature.
اقرأ أيضا:
