أنظمة الذكاء الاصطناعي تتنبأ بعواصف الغبار بدقة أعلى في آسيا

تُعتبر الربيع فصلاً جميلاً في جميع أنحاء العالم، لكن العديد من الدول الآسيوية تواجه مشكلة عواصف الغبار في الربيع كل عام. في مارس، واجهت بعض المناطق في الصين نفس المشكلة عندما طُلب من السكان عدم الخروج لأن الرياح السريعة ستهب بسرعة تصل إلى 100 كيلومتر في الساعة.

أولاً، تأثرت منغوليا الداخلية في الصين بالعاصفة الترابية، ثم جاءت بكين حيث صدر تحذير بإغلاق النوافذ والبقاء في الداخل بعد وصول الغبار إلى المدينة بعد عاصفة عبر سهول منغوليا الداخلية في الصين وبعض مناطق منغوليا. في العديد من الحالات، انخفضت الرؤية إلى أقل من 90 متراً أثناء العواصف بينما تحولت السماء إلى اللون الأصفر والكئيب.

طور علماء الأرصاد الجوية والعلماء الصينيون بضع أنظمة للتنبؤ على مر السنين، بدءاً من تسعينيات القرن الماضي. لكنهم يواصلون تطوير جهودهم للحصول على فكرة أفضل ومعلومات أكثر دقة حول مكان التقاط الغبار في البداية، وكميته، وكيف يتغير أثناء رحلته مع تقدم العاصفة من منطقة إلى أخرى. الأنظمة التي يعتمدون عليها ليست خالية من أخطائها الخاصة، كما هو الحال مع جميع الأنظمة.

استخدم الباحثون والعلماء الآسيويون نمذجة المناخ والذكاء الاصطناعي الآن للحصول على تقديرات وتوقعات أفضل لهذه الظاهرة التي يواجهونها كل عام. هناك عواقب اقتصادية لهذه الظروف المناخية، ومع التوقعات الأفضل، يمكن توفير ملايين الدولارات كل عام. كما يُقدر أنه في ربع واحد فقط، يمكن أن تصل الخسائر إلى أكثر من 4 ملايين دولار، بما في ذلك الأضرار التي تلحق بالبنية التحتية والمزارع ووحدات السكن.

الأسباب والمصادر والعواقب

الصحراء الكبرى في أفريقيا، وهي أكبر صحراء في العالم، هي أيضاً أكبر مصدر للرمال لهذه العواصف. بينما في آسيا، تُعد صحراء غوبي واحدة من أكبر المصادر، وتقع جزئياً في منغوليا وجزئياً في الصين. الآن يعمل العلماء على حلول للتنبؤ بعواصف الرمال التي تعتمد على الذكاء الاصطناعي. لدى الباحثين الصينيين بالفعل بيانات كبيرة عن عواصف الرمال يستخدمونها للتنبؤ، وذلك عبر الأقمار الصناعية ومراكز الرصد الأرضية، بالإضافة إلى بيانات من نماذج المحاكاة بأنواع مختلفة.

عندما تهب الرياح السريعة عبر المناطق الجافة، فإنها ترفع جزيئات الغبار من الأرض إلى الهواء، أحياناً على ارتفاع يصل إلى 1500 متر، وتنقلها من منطقة إلى أخرى. وفقاً للخبراء، يمكن لمزيج الغبار والهواء المتحرك بسرعة السفر لمسافات طويلة. وهم أيضاً يحملون البكتيريا وجزيئات المعادن السامة مع الغبار، وهذا المزيج ضار جداً بصحة الناس والبيئة.

أثناء هذه العواصف، تزداد معدلات الوفيات، ليس فقط من الحوادث الناجمة عن الرياح ولكن أيضاً من أمراض القلب والأوعية الدموية والجهاز التنفسي. تزداد الوفيات الناجمة عن مشاكل القلب والأوعية الدموية بنسبة 25٪، وتلك الناجمة عن مشاكل الجهاز التنفسي بنسبة 18٪.

هناك أيضاً تكلفة مناخية لهذه العواصف الترابية، وتقديرات تشير إلى أنها تقلل من تغذية المياه والتربة، مما قد يؤدي إلى انخفاض غلة المحاصيل. تقدر منغوليا انخفاضاً بنسبة 24٪ في غلة محاصيلها من هذه العواصف تحديداً. على النطاق العالمي، يتأثر 334 مليون شخص بعواصف الرمال كل عام.

أنظمة الذكاء الاصطناعي للتنبؤ بعواصف الغبار

يمكن لأنظمة الذكاء الاصطناعي الصينية التنبؤ بعواصف الغبار في 13 دولة عبر آسيا، بما في ذلك الصين وطاجيكستان وباكستان، قبل 12 ساعة وعلى أساس ساعة بساعة. عندما بدأوا التجارب العام الماضي، أظهرت الأنظمة القائمة على الذكاء الاصطناعي نتائج أفضل مقارنة بالأنظمة غير القائمة على الذكاء الاصطناعي، مع أخطاء أقل بنسبة 13٪. يعمل الباحثون أيضاً على جلب هذه الأنظمة إلى تطبيقات الهاتف المحمول ليتمكن الجمهور من الحصول على تنبؤات وتحذيرات في الوقت المناسب بشأن عواصف الغبار.

طور العلماء الصينيون أيضاً نظاماً يُدعى DAPS (نظام استيعاب وتوقع الغبار). يمكن لهذا النظام تقديم توقعات لمدة 48 ساعة. يعتمد النظام على استيعاب البيانات، حيث يتم دمج البيانات الرصدية مع حسابات نموذج الذكاء الاصطناعي لضمان دقة التوقعات. يجعل هذا النظام العملية شبه آلية. تُستخدم خوارزميات التعلم العميق للتنبؤ من خلال إزالة التحيز في البيانات الرصدية. النظام مفيد في تقديم توقعات للصين ومنغوليا واليابان وكوريا الجنوبية وكوريا الشمالية أيضاً، مع تفاصيل حول مدى كثافة العاصفة وكيفية انتشار الغبار عبر مناطق مختلفة.

يلعب تغير المناخ أيضاً دوراً في تفاقم الظروف الجوية، لكن التضخيم القطبي، الذي يغير أنماط دوران الرياح وهو حدث أرصاد جوية، قد قلل من مستويات الغبار في جنوب وغرب آسيا. لكن الظاهرة نفسها قد ساءت ظروف الغبار في باكستان، حيث تواجه كراتشي ولاهور، اثنتان من مدنها الكبرى، تدهوراً في جودة الهواء، وغالباً ما تكون الأكثر سمية وتحتل المراكز العشرة الأولى عالمياً.

تلعب مزارع الأشجار دوراً مهماً في السيطرة على التصحر، وهو السبب الرئيسي لعواصف الغبار. كما اتفقنا على أن عواصف الغبار تؤثر في الغالب على المناطق النائية ذات التنمية الأقل. يجب تحسين جهود مكافحة التصحر بدعم من الحكومة لتقليل تأثير العواصف وتقليل مستويات الغبار، جنباً إلى جنب مع التقدم التكنولوجي.