چگونه می‌توانیم با کمک هوش مصنوعی از فاجعه‌های آب و هوایی جلوگیری کنیم؟

ما در حال بازی مرگ و زندگی با رویدادهای شدید و فاجعه‌های آب و هوایی هستیم. کافی است نگاهی به ایالت تگزاس در آمریکا بیندازیم؛ جایی که سرمای بی‌سابقه‌ای را به خود دید و باعث شد نه تنها این ایالت، بلکه ایالت‌های بسیاری دمای زیر صفر درجه را برای روزها تجربه کنند. شاید اگر این سرما در جایی مانند سیبری رخ می‌داد نگرانی‌ای در مورد آن به وجود نمی‌آمد اما وقتی جایی مانند تگزاس این میزان از سرما را به خود می‌بیند نشانه‌ای نگران‌کننده است. آنچه که به این نگرانی‌ها دامن می‌زند این است که این تغییرات پیش‌بینی‌ناپذیر ممکن است به همه جا سرایت کنند.

از سوی دیگر در دهه گذشته کشور آمریکا به طور متوسط حدود شش موج گرما را در سال به خود دیده است که در برخی مواقع باعث شده رکوردهای دما شکسته شود. گزارش شده است که سال گذشته شهری در شمال شرقی سیبری به دمای بی‌سابقه‌ی ۳۷ درجه سانتیگراد بالای صفر رسید. همچنین در سال‌های اخیر غرب ایالات متحده آمریکا همواره غرق در آسمان‌های پر از دود و آتش‌سوزی‌های وحشتناک بوده است. اروپا نیز از این امر مستثنی نبوده و در تابستان سال ۲۰۱۹ شاهد موج‌های گرمایشی گسترده بوده است. در بخش‌هایی از شبه قاره هند نیز دما به ۵۸ درجه بالای صفر رسیده است.

تغییرات اقلیمی باعث شده است تا رویدادهای مرتبط با هوای گرم و سرد و طوفان، با شدت و فراوانی بیشتری رخ دهند. سقوط یخچال‌های طبیعی در هند نیز به ما یادآوری می‌کند که گرمایش جهانی چه نتایج فاجعه‌باری می‌تواند به همراه داشته باشد.

پیش‌بینی‌ اینکه فاجعه‌های آب و هوایی چه زمانی به محدوده‌ی زندگی ما وارد می‌شوند سخت است. برای حفاظت از جوامع ما، دانشمندان باید بتوانند چند ماه یا بیش‌تر از آن را پیش‌بینی‌ کنند. با درک عمیقی از علم و فناوری پیشرفته، این امکان مهیا می‌شود، اما اکنون این ظرفیت وجود ندارد.

البته این موضوع بدین معنا نیست که دانشمندان در زمینه پیش‌بینی‌ هوا به پیشرفت‌های قابل توجهی نرسیده‌اند. آن‌ها به لطف سرمایه‌گذاری‌های دولتی و خصوصی در ماهواره‌های هواشناسی و ایستگاه‌های سطح زمین و البته توسعه مدل‌های پیشرفته رایانه‌ای دستاوردهای زیادی کسب کرده‌اند. در حال حاضر می‌توان حوادث آب و هوایی همچون موج‌های سرما و طوفان را از حدود دو هفته قبل پیش‌بینی‌ کرد. اما در حال حاضر فراتر از این زمان امکان‌پذیر نیست.

از طرف دیگر دانشمندان اقلیم می‌توانند شرایط محیطی را برای دهه‌های آینده تخمین بزنند. این موضوع باعث ایجاد یک شکاف در مقیاس‌های زمانی بین پیش‌بینی‌ آب و هوا و اقلیم می‌شود. مشاهدات اخیر روندهای نگران کننده‌ای را نشان می‌دهد که بر اثر متقابل آب و هوا و اقلیم تأکید می‌کند. در اینجا بهتر است تفاوت آب و هوا و اقلیم را ذکر کنیم. آب و هوا در یک منطقه خاص با توجه به درجه حرارت، میزان بارش و دیگر شرایط، به طور روزانه دستخوش تغییر می‌شود اما اقلیم نشان‌دهنده رفتار بلند مدت آب و هوا در آن منطقه است.

در میان چندین ماهواره‌ای که ناسا برای نظارت بر محیط زمین به فضا فرستاده است دو ماهواره، یعنی رصدخانه مدارگرد کربن ۲ و ۳، منابع دی اکسید کربن و جذب کننده‌های طبیعی گازهای گلخانه‌ای را رصد می‌کنند. این فناوری که چندین دهه قدمت دارد هر ماه کمتر از ۱ درصد از سطح زمین نمونه‌برداری می‌کند. اما حتی این اندازه‌گیری‌های کم نیز حاکی از برخی تغییرات حیرت‌انگیز در چرخه کربن زمین است.

همواره گفته شده است که جنگل‌های آمازون به عنوان جذب کننده بزرگ دی اکسید کربن از جو زمین عمل می‌کند. این موضوع زمانی درست بود. اما اکنون و پس از دهه‌ها افزایش گرمایش جهانی، بارندگی‌های کم، تشدید آتش سوزی و جنگل‌زدایی، تحقیقات نشان می‌دهد که آمازون به تدریج در حال تبدیل‌شدن به یک منبع دی اکسید کربن است.

جنوب صحرای آفریقا نیز در حال تبدیل شدن به یک منبع انتشار دی اکسید کربن است، زیرا دمای بالاتر باعث می‌شود گیاه نیاز به تنفس بیشتری داشته باشد در نتیجه کارایی فتوسنتز کاهش می‌یابد.

همزمان در سراسر قطب شمال، خاک‌های منجمد در حال گرم شدن هستند. از آنجایی که این خاک‌ها دارای گازهای گلخانه‌ای زیادی هستند، گرم شدن آن‌ها باعث می‌شود حجم عظیمی از این گازها به جو زمین وارد شود. این مساله منجر به ایجاد یک چرخه معیوب می‌شود که به هرچه گرم‌تر شدن کره زمین می‌انجامد.

آنچه واضح است این است که چرخه کربن زمین در حال تغییر است و موضوع نگران‌کننده این است که ما به طور کامل نمی‌دانیم که این تغییرات چگونه باعث تغییر شکل زمین در آینده‌ای نزدیک خواهد شد. از آنجایی که توانایی فعلی ما برای مشاهدات اقلیمی پایین است ممکن است رصد تغییرات کوچک اقلیمی که می‌توانند به فاجعه تبدیل شوند را از دست بدهیم.
ما به یک همکاری بین المللی با فوریت بالا نیاز داریم تا از آن برای توسعه یک سیستم به منظور رصد زمین با وضوح بالا و با کیفیت بالا استفاده کنیم. این همکاری شامل ارسال ماهواره‌های جدید و برقراری ایستگاه‌های نظارتی زمینی است تا داده‌های آن‌ها، برای پیش‌بینی وقایع به کامپیوترهای قدرتمند ارسال شود.

دانشمندان در تلاش‌اند تا شکاف پیش‌بینی را با ترکیبی از مدل‌های مبتنی بر فیزیک و مبتنی بر هوش مصنوعی پر کنند. اما اندازه گیری‌های near-real-time برای افزایش دقت پیش‌بینی نیاز است. ظرفیت‌های موجود برای ارائه این داده‌ها بسیار ناکافی است چون بیشتر ماهواره‌های رصد کننده زمین بسیار بیش از عمر مفید خود به کار گرفته شده‌اند و برنامه‌ای برای جایگزینی آن‌ها وجود ندارد.

در حال حاضر دولت بایدن تمرکز شدیدی بر روی تغییرات آب و هوایی دارد. آن‌ها باید دانشمندان اقلیمی را در آژانس‌های فدرال و ایالتی، آزمایشگاه‌های ملی، دانشگاه‌ها، بخش خصوصی و سازمان‌های غیرانتفاعی دعوت کنند تا پیش‌نویس طرحی را برای تهیه یک سیستم پیشرفته رصد زمین آماده کنند.

کاری که ما باید انجام دهیم این است که توانایی خود را در نظارت بر محیط تقویت کنیم، داده‌ها را در دسترس جامعه علمی قرار دهیم و قدرت پیش‌بینی فعلی را گسترش دهیم تا بتوانیم حوادث شدید آب و هوایی ناشی از گرم شدن اقلیمی را پیش‌بینی کنیم.

همچنین این سیستم جدید می‌تواند بررسی کند آیا کشورهایی که توافق نامه آب و هوای پاریس را امضا کرده‌اند، به اهداف خود برای محدود کردن انتشار گازهای گلخانه‌ای رسیده‌اند یا نه.

واقعیت این است که احتمال فاجعه‌های آب و هوایی زیاد است. به همین دلیل ما به یک سیستم هشدار سریع نیاز داریم تا بتواند مکان و میزان این تهدیدها را شناسایی کند. نتیجه این سرمایه‌گذاری‌ها حفظ جان ما و حفظ اقتصاد خواهد بود. این موضوع باید یکی از اولویت‌های اصلی همکاری‌های جهانی باشد.

جدیدترین اخبار هوش مصنوعی ایران و جهان را با هوشیو دنبال کنید.