التغيرات المناخية... آثار مدمرة للأرض والإنسان

أرقام مخيفة تظهر حجم الأهوال المقبلة على البشرية

التغيرات المناخية... آثار مدمرة للأرض والإنسان
TT

التغيرات المناخية... آثار مدمرة للأرض والإنسان

التغيرات المناخية... آثار مدمرة للأرض والإنسان

من مأثور القول عند حكماء الصين: «إن الإنسان العاقل لا يقول أنا سقيم وأتعذّب، بل الأرض مريضة وتتألّم». لم نعد بحاجة اليوم للرجوع إلى الدراسات العلمية التي لا حصر لها، ولا للبيانات الموضعية والإحصاءات وآراء الخبراء الذين يدقّون نواقيس الخطر ليلاً ونهاراً منذ سنوات، لنتبيّن كم ينطبق هذا القول على حال الكوكب الذي نعيش عليه، وغالباً ما نتعامل معه كخصم عنيد أو عدو لدود. تكفي معاينة بسيطة لكثير من سواحلنا وشوارعنا وحقولنا، لنتبيّن فداحة الضرر الذي ألحقته يد الإنسان بالطبيعة ومواردها التي هي الشرط الأساس لبقاء الجنس البشري.
الأسئلة التي ينبغي أن نطرحها على أنفسنا اليوم لم تعد حول ماذا فعلنا... وكيف وصلنا إلى شفير هذه الهاوية المصيرية... أو عن مدى خطورة الوضع الذي سنورّثه للأجيال المقبلة. السؤال الوحيد الذي يجب أن نتوقّف عنده، ونجيب عليه بجرأة ومسؤولية والتزام، هو التالي: ماذا عسانا أن نفعل لإصلاح ما تهدّم واستعادة ما اندثر وإنقاذ ما تبقّى؟!
ماذا عسانا أن نفعل كي نتصدّى لتداعيات التغيّر المناخي؟ وكيف نصون التنوع البيولوجي، النباتي والحيواني، الذي هو المصدر الأساسي لغذاء البشرية منذ وجودها؟ وما الإجراءات التي يجب علينا اتخاذها، أفراداً ومؤسسات وحكومات، للحفاظ على الماء... الذي منه كلُّ شيء حي؟ وكيف نحمي الغابات التي تتعرّى أمام الزحف العمراني، والمحيطات من جشع الاستغلال ورعونة التصرّف؟ وماذا عن الجوع الذي ينام عليه نحو مليار إنسان كل ليلة؟

أرقام مخيفة
لعلّ في بعض الأرقام والإحصاءات ما يبدّد شكوك المترددين ويحفّز على الوعي والعمل الجادّ- في عام 2050 :
• ستزيد كميّة البلاستيك عن كميّة السمك في المحيطات.
• أكثر من 900 مليون إنسان يعانون من الجوع في العالم بينما يعاني نحو مليارين من الإفراط في الوزن.
• استهلاك العالم من المياه تضاعف ست مرّات أكثر من معدّل النمو الديموغرافي.
• منذ آلاف السنين اعتمد الإنسان لبقائه على أكثر من عشرة آلاف جنس من النبات لم يتبقَّ منها اليوم سوى 150، فيما ألف جنس نباتي، وألفا جنس حيواني أصبحت مهددة بالانقراض.
• أكثر من 65 مليون نزحوا من بلدانهم بسبب من الفقر والنزاعات فيما يعيش 244 مليون خارج البلدان التي ولدوا فيها، معظمهم من اللاجئين.
• نصف الغابات التي كانت تكسو الكرة الأرضية في القرون الوسطى لم تعد موجودة، ويُقدَّر أن 129 مليون هكتار من الغابات قد انقرضت في العقود الثلاثة الأخيرة، أي ما يعادل مساحة دولة مثل جنوب أفريقيا، بوتيرة تعادل مساحة 36 ملعباً لكرة القدم في اليوم.
• ثلاثة آلاف مليون طن من غاز ثاني أكسيد الكربون تسمّم الجو سنويّاً مما يتسبّب في وفاة مليوني شخص نتيجة إصابتهم بأمراض تنفسية.
• ومليارات طن هي كمية النفايات التي ننتجها يوميا، منها 35 مليون طن من النفايات الإلكترونية السامة، فيما يفتقر 40 % من سكان الأرض للمياه العذبة. وقد حذّر فريق من الخبراء والباحثين في عدد من كبريات الجامعات العالمية في تقرير رُفع أخيراً إلى الأمين العام للأمم المتحدة، من أن «أمام العالم سنة واحدة للتحرّك كي نتجاوز مجموعة من (المنعطفات) التي إذا أخفقنا أو تقاعسنا في معالجتها أصبح إصلاح الضرر متعذّراً، مما يمهّد لسلسلة من الانهيارات في المنظومة البيئية التي هي أساس بقاء الإنسان مثل المحيطات والتربة والموارد الطبيعية الأساسية». ويضيف التقرير أن «البحوث العلمية قد بيّنت، بما لا يقبل الشك، أن المنظومات التي قامت عليها الحضارات، وازدهرت في القرون الغابرة باتت في وسط دائرة الخطر... ولم يعد بإمكان العالم أن يتصرّف كأن شيئاً لم يكن».

تطورات تكنولوجية كاسحة

لكن الوجه الآخر لهذا المشهد القاتم الذي يبعث على الاكتئاب يكمن في التطورات التكنولوجية التي لا سابق لها، وفي الثورة العلمية المذهلة التي وضعت في تصرّف الإنسان كميّة هائلة من المعلومات لم تكن تحلم بها الأجيال السابقة، التي من شأنها أن تتيح الوسائل الكفيلة بوقف التدهور على جبهات عدة. فقد أصبح في مقدور الإنسان، بفضل الاكتشافات العلمية والابتكارات التكنولوجية، أن يقضي على الجوع ويخفّض معدلات الفقر الذي تراجع بنسبة كبيرة في العقود الثلاثة الأخيرة، فيما انخفض معدّل وفيّات المرضعات والأطفال دون الخامسة إلى النصف، وازدادت إنتاجية الأراضي الزراعية بفضل أجيال جديدة من البذور المحسّنة والمقاومة للجفاف والآفات، وتطورت تقنيات استهلاك المياه وتنقيتها، وإعادة استخدامها لأغراض الري والإنتاج الصناعي والاحتياجات البشرية.
منذ بداية التاريخ، لم يكن العالم بحاجة إلى هذا القدر من الموارد التي يحتاج إليها اليوم ويتهافت على استغلالها بجشع غير مسبوق، لكن في ظلّ مؤشرات واضحة وقرائن علمية دامغة على أن هذه الموارد في طريقها إلى النفاد. وهي الموارد نفسها التي كانت عماد استمرار البشرية منذ نحو ثلاثة ملايين سنة.

موارد الأرض

ظهرت الزراعة للمرة الأولى في التاريخ منذ اثني عشر ألف عام في بلاد ما بين النهرين، ثم كانت الثورة الزراعية التي دفعت عجلة التطور البشري الذي لم يتوقف إلى اليوم، فقامت أوائل المدن الكبرى ومعها الحضارات المتعاقبة والإمبراطوريات التي راحت تندثر حتى مطالع القرن العشرين من غير انفجار ديموغرافي يُذكَر.
لم يبلغ تعداد سكان العالم المائة مليون حتى أواسط العهد الروماني، ليصل إلى 500 مليون مع «اكتشاف» القارة الأميركية أواخر القرن الخامس عشر، ويتجاوز المليار نسمة عام 1820، ثم ستة مليارات في مطلع القرن الحالي، وسبعة مليارات اليوم، وينتظر أن يبلغ عشرة مليارات قبل حلول عام 2050.
ولم تتعرّض الموارد الطبيعية للضغط البشري الذي تتعرض له اليوم، لكن قدرة الإنسان على حسن استغلالها وإدارتها بشكل مستدام لم تبلغ قطّ هذا المستوى من التطور، وكانت الغلبة دائماً للإنتاج الغذائي في سباقه مع النمو السكاني بحيث إن العالم كان، وما زال، ينتج من الأغذية أكثر من حاجته بكثير.
في القرون الخمسة الماضية تضاعف عدد سكان العالم 14 مرة فيما تضاعف الإنتاج الغذائي 240 مرة. ويعيش نصف سكان الأرض اليوم في المدن الكبرى، بعد أن كان 90 % منهم يعيشون على الزراعة، حتى الثورة الصناعية في القرن التاسع عشر. وفي الولايات المتحدة لا يعيش سوى 2 % من السكان على الزراعة، لكن هذه النسبة الضئيلة لا تنتج ما يكفي لتلبية الاحتياجات الداخلية فحسب، بل تصدّر كميات ضخمة من الحبوب والمنتجات الغذائية.
تحتلّ المدن الكبرى 3 % من مساحة الكرة الأرضية، لكن يعيش فيها 53 % من سكان العالم، وينتظر أن تصل هذه النسبة إلى الثلثين في منتصف القرن الحالي. وتقدّر منظمة الأغذية والزراعة أنه لا بد من زيادة الإنتاج الغذائي العالمي بنسبة 50 % لإطعام سكان الأرض الذين سيتجاوز عددهم المليارات العشرة في عام 2050.
ثلاثة أرباع الغذاء الذي كان مستهلكاً في العالم حتى أواخر القرن الماضي كان مصدره الأرز والقمح والذرة، لكن أنماط التغذية بدأت تتغيّر بسرعة في العقدين الأخيرين. في عام 1980 كان سكان الصين يستهلكون ما معدّله 14 كيلوغراماً من اللحوم للفرد سنويا مقابل 55 في العام الماضي. وقد تضاعف استهلاك العالم من اللحوم ثلاث مرات في العقود الأربعة الأخيرة، وينتظر أن يتضاعف مرة أخرى قبل عام 2030. ولإعطاء فكرة عن مدى التحولات في الأنماط الاستهلاكية والإنتاجية، تكفي الإشارة إلى أن عدد الأسود في العالم اليوم لا يزيد عن 7500 وهي مهددة بالانقراض، فيما بلغ عدد الأبقار 1500 مليون، والأغنام ملياراً، وتجاوز عدد الدجاج 25 ملياراً.
لكن هذا الفائض في الإنتاج ليس حائلاً دون تفشّي الجوع ونقص التغذية أو دليلاً على العافية. فالإنسان ما زال يهدر ثلث الأطعمة التي ينتجها فيما تعاني كل بلدان العالم، دون استثناء، من الإفراط في الوزن أو السمنة بحيث تجاوز عدد الوفيّات الناجمة عن «الأمراض الغذائية» تلك التي تتسبب بها الحروب والنزاعات.

استهلاك متزايد

حتى خمسينات القرن الماضي كانت بحار العالم تعجّ بالأسماك المتكاثرة باستدامة عندما كانت ثلاثة أرباعها خارج دائرة الاستغلال الجائر الذي تتعرض له اليوم، والذي جعل كل الموارد البحرية الحية مهددة بالانقراض بنسبة أو بأخرى. أما الموارد المائية التي باتت من المولّدات الرئيسية للنزاعات والمرشّحة لتصبح من أخطر الصواعق المفجّرة للحروب، فهي من أصعب التحديّات التي تواجه العالم اليوم وأشدها خطورة، إذ ما زال نصف سكان العالم تقريباً محرومين من المياه النظيفة فيما يعيش 1500 مليون نسمة في مناطق تعاني من شحّ كبير في الموارد المائية. ومن الدلائل على خطورة هذا التحدي وصعوبة التصدي له، أن استهلاك المياه في العالم ازداد ضعف النمو الديموغرافي في القرن الماضي، وان إنتاج كيلوغرام واحد من الحبوب يحتاج إلى ثلاثة أطنان من المياه، في حين يحتاج إنتاج كيلوغرام من اللحوم إلى خمسة عشر طناً، وينتظر أن يزداد عدد مستهلكي اللحوم والفواكه والخضار والأطعمة الجاهزة مقابل انخفاض عدد مستهلكي الحبوب، خصوصاً في البلدان النامية.
وتفيد الإحصاءات العلمية، استناداً إلى المقادير الحالية للاستهلاك البشري، بأن طفلاً يولَد اليوم سيستهلك على مدى عمره 360 كيلوغراماً من الرصاص و240 كيلوغراماً من الزنك و680 كيلوغراماً من النحاس و1630 كيلوغراماً من الألمنيوم، وخمسة عشر طناً من الحديد و560 طناً من الحجارة، مما يعني أن العالم سيحتاج إلى كرتين أرضيّتين لتلبية احتياجاته الاستهلاكية.



لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني
TT

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

صمم نظام ذكاء اصطناعي جديد توربين رياح لأول مرة في التاريخ، وفقاً لمطوره.

نظام ذكاء هندسي ثوري

وأعلنت شركة «EvoPhase» البريطانية أن الذكاء الاصطناعي الخاص بها تخلى عن جميع القواعد الراسخة في هندسة مثل هذه الأجهزة. وبناءً على اختباراتها، فإن اختراعها أكثر كفاءة بسبع مرات من التصميمات الحالية.

تتكون «شفرة برمنغهام» The Birmingham Blade -كما تسمي الشركة التوربين- من ست أذرع موازية للأرض متصلة بمحور عمودي مركزي. وتحتوي كل ذراع على شفرة رأسية، وسطح به موجتان تغيران زاوية هجومهما عبر ارتفاعها وطولها.

لعمل مع سرعات رياح منخفضة

يتم تحسين توربينات الرياح التقليدية لسرعات رياح تبلغ نحو 33 قدماً في الثانية. في المقابل، تم تصميم «الشفرة» لسرعات الرياح المتوسطة المنخفضة النموذجية للمناطق الحضرية مثل برمنغهام، والتي تبلغ نحو 12 قدماً في الثانية. هذا يزيد قليلاً عن ثمانية أميال (13كلم تقريباً) في الساعة.

وتم تحسين التصميم للعمل بين المباني الشاهقة التي تنتج أنماط اضطراب تؤثر على فاعلية تصميمات التوربينات الحضرية الأخرى. وإذا ثبت أن هذا صحيح، فقد يفتح التصميم الباب أمام إنتاج كهرباء غير محدود في المباني المكتبية والسكنية بتكلفة تكاد تكون معدومة.

يقول ليونارد نيكوسان، كبير مسؤولي التكنولوجيا في الشركة، في بيان صحافي: «كان استخدام الذكاء الاصطناعي ضرورياً للتحرر من التحيزات طويلة الأمد التي أثرت على تصميمات التوربينات خلال القرن الماضي. سمح لنا الذكاء الاصطناعي باستكشاف إمكانيات التصميم خارج نطاق التجارب البشرية التقليدية».

وفقاً لنيكوسان، تمكن المصممون من «توليد واختبار وتحسين أكثر من 2000 تصميم لتوربينات الرياح في غضون أسابيع قليلة، ما أدى إلى تسريع عملية التطوير لدينا بشكل كبير وتحقيق ما كان يستغرق سنوات وملايين الجنيهات من خلال الطرق التقليدية».

سحر «التصميم التطوري»

«التصميم التطوري الموجه بالذكاء الاصطناعي» هو منهجية تقوم على نفس فكرة الانتقاء الطبيعي. تبدأ العملية بتوليد آلاف المتغيرات التصميمية التي يتم تقييمها وفقاً لوظيفة «البقاء للأفضل»، والتي تحدد مدى نجاح كل متغير في تلبية أهداف المشروع. ويختار الذكاء الاصطناعي أفضل البدائل لاستخدامها أساساً لتكرارات جديدة، وإعادة الجمع بين الميزات وتنويعها لتطوير إصدارات محسنة.

تتكرر هذه الخطوات حتى يصل الذكاء الاصطناعي إلى حل يحقق تحسين جميع العلامات المهمة مثل الكفاءة الديناميكية الهوائية، والاستقرار الهيكلي، والوزن، أو الاكتناز.

تقول الشركة إن عمليتها تتجنب التحيزات البشرية الموجودة في الهندسة التقليدية. بطبيعتها، تكون الهندسة التقليدية محدودة بالأفكار والمعرفة السابقة.

من ناحية أخرى، يستكشف الذكاء الاصطناعي مجموعة واسعة من الاحتمالات دون القيود في العقل البشري. عندما تجمع بين جيل الذكاء الاصطناعي والتكرار التطوري، يمكن أن يؤدي هذا إلى نتائج مبتكرة تتحدى غالباً الفطرة السليمة ولكنها لا تزال تعمل.

إن نهج التصميم التطوري هذا ليس جديداً تماماً، إذ استخدمت صناعة الطيران والفضاء برامج بهذه القدرات لسنوات. ومثلاً استخدمت شركة «إيرباص»، بالتعاون مع شركة «أوتوديسك»، عملية مماثلة لتصميم حاجز مقصورة خفيف الوزن للغاية لطائراتها من طراز A320وظهرت النتيجة مستوحاة من هياكل العظام الطبيعية، ما أدى إلى انخفاض الوزن بنسبة 45 في المائة مقارنة بالهياكل المماثلة المصممة بالطرق التقليدية.

كما طبقت شركة «جنرال إلكتريك» الخوارزميات التطورية في إعادة تصميم حامل محرك نفاث جديد، مما أدى إلى انخفاض وزن القطعة بنسبة 80 في المائة. وتستخدم وكالة «ناسا» أيضاً هذه التقنية منذ سنوات، ففي عام 2006 استخدمت الوكالة خوارزمية تطورية لتصميم «هوائي متطور».

نجاح توربين «برمنغهام بليد»

لقد طبق فريق المصممين بقيادة الدكتور كيت ويندوز - يول من جامعة برمنغهام هذه العملية التطورية لحل مشكلة تكافح العديد من تصميمات التوربينات لمعالجتها: كيفية العمل بكفاءة في البيئات الحضرية، حيث تكون الرياح أبطأ وأكثر اضطراباً بسبب المباني.

ويقول نيكوسان: «كنا بحاجة إلى توربين يمكنه التقاط سرعات الرياح المنخفضة نسبياً في برمنغهام مع إدارة الاضطرابات الناجمة عن المباني المحيطة. وكان لا بد أن يكون التصميم أيضاً مضغوطاً وخفيف الوزن ليناسب التركيبات على الأسطح».

* مجلة «فاست كومباني» خدمات «تريبيون ميديا»