أبوظبي: عبد الرحمن سعيد
طوّر فريق بحثي من جامعة خليفة للعلوم والتكنولوجيا في أبوظبي، نموذجاً جديداً للتنبؤ بحالة الطقس، يحتوي على جزء لتحليل العنصر العشوائي في العوامل الزمنية، الأمر الذي يساهم في تحسين فعالية النموذج في التنبؤ، حيث يهدف إلى تحسين فهم العشوائية التي تحدث خلال عمليات التنبؤ، ويمكن تطبيق هذا النموذج على عدد كبير من مجموعات البيانات التي تحظى بتقلبات موسمية، أو تقلبات تحصل في فترات زمنية منتظمة، شهرياً، أو أسبوعياً، أو بشكل يومي.
وأوضح الفريق البحثي أنه توجد العديد من الأسباب التي تستدعي دراسة التقلبات المناخية الموسمية خاصة في التتبع والتنبؤ بالمناخ الذي يتطلب الاعتماد على أنماط موسمية قديمة للتقلبات المناخية خلال العام، وتتمتع نماذج التنبؤ المتخصصة بتحليل العوامل المتغيرة بمرور الوقت باحتوائها على بعض عناصر العشوائية، ووفقاً لهذه النماذج، تعتبر العوامل الزمنية مستقلة بحد ذاتها يمكن التنبؤ بها ولا وجود للعشوائية فيها، إلا أن هذا الافتراض خاطئ ووُجد لتبسيط عمليات النمذجة.
وبيّن الباحثون أن النموذج الجديد يتضمن أنماطاً زمنية دائرية تتكون من دوائر متقاطعة، فعند التنبؤ بالسحب فوق مدينة ما على سبيل المثال، تشكل هذه العوامل الزمنية ترددات على مدار شهر وعلى مدار يوم فيتكون بذلك شكل هندسي مستدير يعزز دور مستخدمي النموذج في وضع التنبؤات، ومن الناحية الرياضية، يعتبر ذلك الشكل الهندسي المستدير أبسط الأشكال ثلاثية الأبعاد ويحتوي على ثقب بداخله ويشبه قطعة حلوى الدونات.
وأكدوا أن عملية التنبؤ بالطقس تعتبر مسألة صعبة تشكل تحدياً كبيراً، لا سيما أنها ستصبح أمراً في غاية الأهمية خلال السنوات المقبلة التي ستشهد تقلبات جوية متكررة بسبب مشكلة تغير المناخ، وركز البحث على دراسة التقلبات المناخية عند التنبؤ بالمناخ وعدم اقتصار التنبؤ على الأنماط المناخية.
وقال الدكتور إيميليو بوركو، أستاذ الرياضيات في جامعة خليفة وأحد أعضاء الفريق البحثي «يركز النموذج على حساب المتغيرات الموسمية اليومية والأسبوعية قصيرة الأمد في مستويات الأوزون للحصول على البيانات بشكل فعال، واعتمدنا على ثلاثة أوضاع بيئية في تقييم النموذج، حيث ركزت الحالة الأولى على الأوزون الموجود في طبقات الجو القريبة من سطح الأرض في مدينة المكسيك».
وفي الحالة البيئية الثانية من تقييم النموذج، اتجهت أنظار الباحثين إلى التنبؤ بسرعة الرياح المرتبطة بشكل كبير بدرجة الحرارة والفترة الزمنية خلال اليوم والرطوبة النسبية، وغيرها من الأنماط الجوية، إضافة لذلك، استخدم الباحثون النموذج المطور لتحديد متوسط سرعات الرياح في الساعة من محطة مراقبة واحدة في ولاية يوتا الأمريكية، حيث أثبت النموذج فعالية في الأداء فاقت النماذج الأخرى في تنبؤاتها.
أما التقييم الثالث، فقد تمحور حول اختبار النموذج في تنبؤ السحب في جميع أنحاء العالم، وفي هذا المجال علق الدكتور إيميلو قائلاً: «ترتبط الغيوم بشكل ملحوظ مع التغيرات المناخية العالمية، وتعتبر نمذجتها أمراً في غاية الأهمية في تقييم العديد من الآثار الناتجة، حيث ينتج عن تغطية السحب اتجاهات متميزة تعتمد على مكان تكوّنها، سواء فوق اليابسة أو الماء، وعلى الوقت المتمثل في الموسم الحالي. وقد أثبت نموذجنا قدرته على حساب ذلك وتفوق على العديد من النماذج».
وأضاف: تمكنت منهاجيتنا من تحقيق نجاحها في مجموعات بيانية مختلفة، لكن لا تزال توجد بعض التساؤلات التي تستدعي مزيداً من البحث والدراسة، ومن جهة ثانية، يؤكد هذا المشروع البحثي على الاقتران الوثيق ما بين علوم البيانات والابتكار الرياضي الذي يتمثل في دمج الأشكال الهندسية مع الوقت، ما ساهم في توفير نماذج التحليل العشوائي التي ساهمت بدورها في تحسين دقة التنبؤات على درجة عالية، فلولا الرياضيات لكانت علوم البيانات مجرد هندسة وتنقيب عن البيانات.
