في السنوات الأخيرة، لقد شهد التنبؤ بالطقس ثورة حقيقية بفضل تطوير نماذج علمية جديدة تتضمن الذكاء الاصطناعي.اتخذ المركز الأوروبي للتنبؤات الجوية متوسطة المدى (ECMWF) خطوة حاسمة مع وصول AIFS ENS، وهو نظام احتمالي مبتكر يعيد تعريف الطريقة التي يتم بها إنشاء وإدارة التنبؤات الجوية.
ما هو النموذج الاحتمالي الجديد؟
AIFS ENS v1 هو نموذج تجميعي يستخدم تقنيات التعلم الآلي لمحاكاة سلوك الغلاف الجوي وإنشاء تنبؤات جوية برؤية أوسع للمواقف المستقبلية المحتملة. يُجري هذا النظام عمليات محاكاة متعددة من نفس الموقف الأولي، مع أخذ عينات من توزيع مُكتسب، والذي يسمح بالتقاط حالة عدم اليقين الكامنة في التنبؤات الجوية.
بفضل هذا النهج يتم تحقيق التوقعات أكثر دقة وواقعيةيستخدم النموذج دالة خسارة CRPS، التي تساعد على معايرة النتائج، مع مراعاة القيود المرتبطة بالعمل مع عدد محدود من عناصر المجموعة. ونتيجةً لذلك، لقد تفوقت AIFS ENS على نماذج المجموعة الفيزيائية التقليدية في التنبؤات متوسطة المدى وهي تنافسية للغاية في التنبؤات دون الموسمية..
الاختلافات الرئيسية فيما يتعلق بالنماذج التقليدية
واحدة من أهم الخصائص ذات الصلة AIFS ENS إنها طريقة دمج عنصر التحكم. فبينما يعمل هذا العنصر في النماذج التقليدية القائمة على الفيزياء كمرجع حتمي غير مضطرب، يختلف هذا الدور في النموذج القائم على الذكاء الاصطناعي. عضو التحكم AIFS ENS هو نتاج العينة الداخلية للتوزيع الذي تعلمه النظام.، مما يعني أنه لا يمكن إيقاف عدم اليقين لتشغيل محاكاة مطابقة تمامًا للمخطط الكلاسيكي.
يمثل هذا الابتكار تقدمًا في القدرة توقع الظواهر الجوية المعقدة وتقييم المخاطر المرتبطة بها من خلال مراعاة التقلبات الطبيعية للغلاف الجوي في التنبؤات. إذا كنت ترغب في التعمق أكثر في كيفية عمل نماذج الطقس، يمكنك استشارة نماذج الطقس الأخرى وأهميتها في التنبؤ بالطقس.
التطور والتسلسل الزمني للتنفيذ
لقد مر النموذج بمرحلة تجريبية تم فيها اختبار منهجيات مختلفة، مثل تقنية الانتشار، على الرغم من أن الإصدار التشغيلي يركز حصريًا على التحسين باستخدام دالة الخسارة CRPS. ومن المقرر دمج AIFS ENS في أنظمة التنبؤ التابعة للمركز الأوروبي للتنبؤات الجوية متوسطة المدى في الأول من يوليو 1 عند الساعة 2025 بالتوقيت العالمي المنسق.، بعد مرحلة الاختبار التي بدأت في 23 يونيو.
في الوقت الحالي، لن يواجه مستخدمو النماذج الأخرى مثل IFS وAIFS Single أي تغييرات، حيث تظل الإصدارات التشغيلية لهذه الأنظمة سليمة.
التأثير والتوصيات للمستخدمين
يمثل وصول AIFS ENS علامة قبل وبعد في إدارة عدم اليقين في مجال الأرصاد الجوية ودقة التنبؤات. ومع ذلك، ينبغي على الراغبين في استخدام هذه البيانات، وخاصةً للأغراض التشغيلية، مراجعة المعلومات المتاحة بدقة بشأن المشكلات المعروفة والمعلقة. كما يشجع المركز الأوروبي للتنبؤات الجوية متوسطة المدى (ECMWF) المجتمع العلمي والتقني على تقديم ملاحظاتهم لتحسين النظام بشكل أكبر.
لا يهدف AIFS ENS إلى استبدال النماذج التقليدية على الفور، بل يهدف إلى استبدال النماذج التقليدية على الفور. يكمل مجموعة الأدوات المتاحة للتنبؤ بالطقس مع مناهج أكثر تقدمًا تتكيف مع عصر التعلم الآلي. لفهم تطور هذه النماذج بشكل أفضل، قد يكون من المثير للاهتمام مراجعة .
إن تطوير وتطبيق نماذج مثل AIFS ENS يفتح مرحلة جديدة في التنبؤ الجوي، تحسين قدرات التوقع وإدارة المخاطر وفي سياق عالمي تكتسب فيه الأحداث المتطرفة أهمية متزايدة، فإن التحسين المستمر لهذه الأدوات يعد بتوقعات أكثر فائدة للمستخدمين المحترفين وعامة الناس على حد سواء.
