دانشمندان در زمینه پیشبینی آبوهوا با کمک هوش مصنوعی به موفقیتهایی دست یافتهاند، اما این پرسش مطرح است که وقتی رویدادهایی بیسابقه رخ میدهند، چه اتفاقی میافتد؟
پیشبینی طوفان توسط انسان معمولاً چند ساعت زمان میبرد، در حالی که شرکت گوگل مدعی است مدل DeepMind آن هشت برابر سریعتر عمل میکند. با توجه به تغییرات اقلیمی، طوفانهای اطلس بزرگتر و غیرقابلپیشبینیتر شدهاند و دانشمندان به طور فزایندهای از هوش مصنوعی برای بهبود پیشبینیها استفاده میکنند، هرچند بسیاری نسبت به توانایی این فناوری در محافظت بهتر از جوامع تردید دارند.
مزیتهای استفاده از هوش مصنوعی
یک پیشبینی سنتی طوفان توسط انسانها چند ساعت زمان میبرد، اما هوش مصنوعی میتواند با استفاده از دههها داده تاریخی آبوهوا، الگوها را در عرض چند دقیقه تشخیص دهد.
سازمان ملی اقیانوسی و جوی آمریکا که برترین نهاد پیشبینی طوفان در این کشور به شمار میرود، طی چند سال اخیر به آزمایش مدلهای هوش مصنوعی پرداخته و نتایج خوبی به دست آورده است. هیرو موراکامی، دانشمند این سازمان که در آزمایشگاه دینامیک سیالات زمینشناسی در نیوجرسی فعالیت میکند، به ایندیپندنت گفت که ادغام هوش مصنوعی در مدل SPEAR که پیشبینیهای فصلی طوفان را تولید میکند، بسیار موفقیتآمیز بوده.
به گفته او، بهبود حدود ۲۰ درصدی در این زمینه مشاهده شده و این یک پیشرفت بسیار چشمگیر به شمار میرود. در فصل جاری، به دلیل وقوع پدیده ال نینوی قوی، ممکن است تعداد طوفانهای اطلس کمتر از حد نرمال باشد و انتظار میرود بین ۳ تا ۶ طوفان رخ دهد، در حالی که میانگین معمول هفت طوفان است. اما حتی یک طوفان بزرگ نیز میتواند ویرانی به بار آورد.
با گرم شدن اتمسفر زمین در نتیجه سوختن سوختهای فسیلی، دمای اقیانوسها به شدت افزایش یافته و طوفانها قویتر میشوند، زیرا اقیانوس گرمتر انرژی بیشتری برای تبدیل بادها به طوفانهای شدید فراهم میکند.
سال گذشته هیچ طوفانی در خاک آمریکا به خشکی نرسید، اما بسیاری از کشورهای کارائیب چندان خوششانس نبودند. طوفان ملیسا در اکتبر سال گذشته که از درجه ۵ بود، به عنوان یکی از قویترین طوفانها ثبت شد و با بادهای ۳۰۵ کیلومتر بر ساعت و بارانی تا ۸۹ سانتیمتر، حداقل ۹۳ کشته در جامائیکا، کوبا، باهاما و هائیتی بر جای گذاشت.
تغییر دیگر در رفتار طوفانها، توانایی جدید آنها در تشدید سریع و تبدیل شدن به طوفانی بزرگ در مدت کوتاه است. طوفان هلن در سال ۲۰۲۴ به دلیل آبهای بسیار گرم خلیج مکزیک به سرعت به طوفان درجه ۴ تبدیل شد و سیلابی ویرانگر از فلوریدا تا کارولینای شمالی به همراه آورد.
تا همین اواخر، پیشبینی طوفان شامل اعمال محاسبات ریاضی بر دادههای جوی موجود توسط دانشمندان بود تا تأثیر شرایط بر طوفان در طول زمان مشخص شود. این مدلهای سنتی بسیار موفق بودهاند و پیشبینیهای سال ۲۰۲۴ مرکز ملی طوفان به دلیل بهبود قدرت محاسباتی، دقیقترین رکوردها را ثبت کردند.
اما با ظهور هوش مصنوعی، دانشمندان معتقدند که میتوانند عملکرد بهتری داشته باشند. به گفته محققان جوی دانشگاه هیوستون، این فناوری نرخ موفقیت پیشبینی را به طور متوسط ۱۵ تا ۳۰ درصد نسبت به مدلهای سنتی افزایش داده است. علاوه بر سازمان ملی اقیانوسی و جوی، سایر نهادهای پیشرو در آمریکا مانند دانشگاه ایالتی کلرادو و دانشگاه شیکاگو نیز موفق به ادغام این فناوری در سیستمهای موجود خود شدهاند.
مدل DeepMind گوگل که در پیشبینیهای فصلی و کوتاهمدت طوفان نقش دارد، به پیشبینی تشدید سریع طوفان ملیسا کمک کرد. ایوان تامپسون، مدیر ارشد خدمات هواشناسی جامائیکا به گوگل گفت که این امر منجر به تخلیه زودهنگام، آمادهسازی بهتر در سطح زمین و نجات جانها شد.
جیمز فرانکلین، پیشبینیکننده بازنشسته آبوهوا که ۳۵ سال روی طوفانها در سازمان ملی اقیانوسی و جوی کار کرده و با DeepMind همکاری داشته، به ایندیپندنت گفت که این مدل در سال ۲۰۲۵ از تمام روشهای دیگر بهتر عمل کرده. برایان نورکراس، متخصص طوفان در شبکه FOX Weather که در این پروژه مشاوره داده، معتقد است که بخشی از این موفقیت به دلیل مجموعه دادههای گستردهای است که DeepMind بر اساس آنها آموزش دیده. او اظهار داشت که در سال آینده، دادههای با وضوح بالاتر از آبوهوای گذشته در دسترس آنها قرار میگیرد و با عمیقتر شدن درک فناوری، انتظار میرود مدلهای هوش مصنوعی از گوگل و سایر آزمایشگاهها به پیشرفت خود ادامه دهند.
فیل کلوتزباخ، پژوهشگر ارشد دانشگاه ایالتی کلرادو نیز تأکید کرد که دادهها هسته اصلی بهبود هر مدل هوش مصنوعی هستند و برای دقیقتر شدن پیشبینی طوفان در آینده حیاتی به شمار میروند. او گفت که اگر دادههای بسیار خوبی در اختیار مدل هوش مصنوعی قرار گیرد، پاسخ مطلوبی دریافت خواهد شد.
یکی دیگر از دلایل اتکا به هوش مصنوعی، سرعت آن است، که برای مطالعه روی طوفانهایی که در عرض چند ساعت به خشکی میرسند، عاملی حیاتی محسوب میشود. پیشبینی سنتی معمولاً چند ساعت زمان میبرد، اما به گفته گوگل، DeepMind هشت برابر سریعتر از مدلهای معمولی عمل میکند. جف براردلی، هواشناس ارشد و متخصص اقلیم در شبکه WFLA-TV به ایندیپندنت گفت که میتوان تعداد بیشتری از این مدلها را اجرا کرد و هزینه آنها بسیار پایین است، در حالی که اجرای یک مدل دینامیکی معمولی روی ابررایانه ساعتها طول میکشد.
پیشبینی آبهوا با هوش مصنوعی کامل نیست
البته پیشبینی طوفان با هوش مصنوعی کامل نیست و برای ارائه پیشبینی دقیق به دادههای تاریخی نیاز دارد. اما وقتی مدل هوش مصنوعی درگیر پیشبینی طوفانی شود که ممکن است از هر آنچه تاکنون دیدهایم قویتر باشد، چه اتفاقی میافتد؟
براردلی معتقد است که با گرم شدن اقلیم، اتمسفر و اقیانوسها، رویدادهای بیسابقهای رخ خواهد داد، نه فقط در طوفانها بلکه در موجهای گرما و سیلها، که مدل هوش مصنوعی نمیتواند آنها را پیشبینی کند زیرا در پایگاه داده خود ندارد. فرانکلین اما کمتر نگران این موضوع است، زیرا حداقل در مورد DeepMind گوگل، هوش مصنوعی همچنان میتواند وقوع یک طوفان بزرگ را بدون توجه به شدت آن پیشبینی کند. او میگوید درست است که این فناوری فقط با دادههای موجود کار میکند، اما افزایش کم ناشی از گرمتر شدن اقیانوسها در عمل چندان مسئلهساز نیست.
با این حال، مسئله بزرگتری وجود دارد که باید با آن مقابله کرد. هوش مصنوعی به مراکز داده وابسته است که نه تنها به آب زیادی برای اجرا نیاز دارند، بلکه مقادیر عظیمی برق مصرف میکنند و در نتیجه سوختهای فسیلی که عامل بحران اقلیمی هستند را میسوزانند و به نوبه خود طوفانهای شدیدتری ایجاد مینمایند.
