انخفاض متوقع خلال العقود المقبلة في درجة حرارة البحر الأحمر

علماء «كاوست» يدققون في الصلات بين دورات المناخ الطبيعية وحرارة سطحه

قائدا المشروع إبراهيم حطيط إلى اليسار وجورج كروكوس
قائدا المشروع إبراهيم حطيط إلى اليسار وجورج كروكوس
TT

انخفاض متوقع خلال العقود المقبلة في درجة حرارة البحر الأحمر

قائدا المشروع إبراهيم حطيط إلى اليسار وجورج كروكوس
قائدا المشروع إبراهيم حطيط إلى اليسار وجورج كروكوس

توقَّعت دراسة أُجرِيت بجامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست)، أن يشهد البحر الأحمر على مدار العقود المقبلة انخفاضا في درجة حرارة سطحه خلافا لباقي البحار والمحيطات، متأثراً بظاهرة مناخية طبيعية تُسمى «التذبذب الأطلسي متعدد العقود» (AMO).
وتناولتْ أغلب دراسات البحر الأحمر فيما يتعلق بدرجة حرارة سطح البحر(SST) فترات قصيرة، قد تكون معدلات الارتفاع في درجات الحرارة خلالها تباطأت أو تسارعت حدّتها، جرّاء دورات طبيعية أطول أمداً.
وحالياً يبحث جورج كروكوس أحد أفراد الفريق البحثي من كاوست وزملاؤه، بقيادة البروفسور إبراهيم حطيط، أستاذ هندسة وعلوم الأرض في قسم العلوم والهندسة الفيزيائية، الكيفية التي يؤثر بها التذبذب الأطلسي متعدد العقود في درجة حرارة سطح البحر الأحمر على المدى الطويل.
ويوضح كروكوس أن التذبذب الأطلسي متعدد العقود سمة دائمة للنظام المناخي للأرض، يرتبط في المقام الأول بالتنوّع في الحزام الناقل للمحيط الأطلسي. وارتبط بانعكاسات مناخية عالمية مهمة مثل التقلّب على مدى عقود متعددة في متوسط درجة حرارة السطح بالنصف الشمالي للكرة الأرضية.
وتعني هذه الظاهرة وجود تقلّبات في المحيط الأطلسي تدوم عقوداً كثيرة تتراوح من 65 إلى 75 عاماً، تشهد خلالها درجات حرارة سطح البحر عقوداً دافئة وأخرى باردة.
استعان الفريق البحثي بمصادر بيانات متنوّعة شملت بيانات الأقمار الصناعية من الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) في الولايات المتحدة، ومكتب الأرصاد الجوية في المملكة المتحدة من ثمانينات القرن الماضي حتى الوقت الحاضر، بالإضافة إلى ملاحظات من تحليل مجموعة بيانات إعادة البناء الممتدة الخاصة بالإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA)، ومركز هادلي لثلوج البحار ودرجة حرارة السطح التابع لمكتب الأرصاد الجوية على مدار فترة تمتد إلى 140 عاماً.
وتوصَّل الفريق إلى أن الاتجاه الاحتراري الذي لوحظ من عام 1980 حتى عام 2010 كانت تسيطر عليه مرحلة إيجابية من التذبذب الطبيعي لدرجة حرارة سطح البحر، غير أنه من المتوقع تحوّل هذا الاتجاه إلى مرحلة انخفاض خلال العقود القليلة المقبلة، مع دخول التذبذب الأطلسي متعدد العقود مرحلة سلبية.
ويقول كروكوس: «التحليل الذي قمنا به أظهر أن تأثيرات التقلّب الطبيعي للمناخ، المتجلية في البحر الأحمر في صورة تذبذبات منخفضة التكرار، تلي التذبذب الأطلسي متعدد العقود، تهيمن على الاتجاهات طويلة المدى المُثْبَتة».
وتُظهر الدراسة أن التذبذب طويل المدى المرتبط بالتذبذب الأطلسي متعدد العقود لعب دوراً رئيسياً في ارتفاع درجات حرارة البحر الأحمر خلال العقود الثلاثة الماضية، ومن المتوقع أن يدخل هذا التذبذب مرحلة سلبية في السنوات المقبلة، بعد أن وصل إلى ذروته على مدار العقد الماضي.
ويشير كروكوس إلى أن الأبحاث المستقبلية المعتمدة على أدوات حديثة في علم دراسة المحيطات، بما في ذلك نماذج الغلاف الجوي والمحيط، ستزيد من فهمنا لاستجابة البحر الأحمر لتغيّرات المناخ.


مقالات ذات صلة

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

علوم النموذج تم تطويره باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

أنتجت مجموعة من العلماء هيكلاً يشبه إلى حد كبير الجنين البشري، وذلك في المختبر، دون استخدام حيوانات منوية أو بويضات.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم الهياكل الشبيهة بالأجنة البشرية تم إنشاؤها في المختبر باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء يطورون «نماذج أجنة بشرية» في المختبر

قال فريق من الباحثين في الولايات المتحدة والمملكة المتحدة إنهم ابتكروا أول هياكل صناعية في العالم شبيهة بالأجنة البشرية باستخدام الخلايا الجذعية.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

تمكنت مجموعة من العلماء من جمع وتحليل الحمض النووي البشري من الهواء في غرفة مزدحمة ومن آثار الأقدام على رمال الشواطئ ومياه المحيطات والأنهار.

«الشرق الأوسط» (نيويورك)
علوم صورة لنموذج يمثل إنسان «نياندرتال» معروضاً في «المتحف الوطني لعصور ما قبل التاريخ» بفرنسا (أ.ف.ب)

دراسة: شكل أنف البشر حالياً تأثر بجينات إنسان «نياندرتال»

أظهرت دراسة جديدة أن شكل أنف الإنسان الحديث قد يكون تأثر جزئياً بالجينات الموروثة من إنسان «نياندرتال».

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

توصلت دراسة جديدة إلى نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات على كوكب الأرض مشيرة إلى أن نظرية «تبلور العقيق المعدني» الشهيرة تعتبر تفسيراً بعيد الاحتمال للغاية.

«الشرق الأوسط» (لندن)

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»