المعلوماتية المناخية : دور علم البيانات في التغير المناخي

هذه المقالة هي الجزء 8 من 17 في سلسلة مقدمة في علم البيانات وتطبيقاته

تأثير التغير المناخي على الإنسان

انتشر في الآونة الأخيرة الحديث عن مشاركة دول العالم في حلول واتفاقيات من أجل مشكلة تغير المناخ وانسحاب دول أخرى. يؤثر تغير المناخ على الإنسان في مناحي عديدة منها الصحة والتلوث والزراعة والأمن الغذائي حيث:

  • يتوقع العلماء أن بعض المناطق لن تصلح لزراعة بعض المحاصيل في السنوات القادمة، مما يزيد المشاكل أيضًا للعاملين بالزراعة خاصةً في المناطق الفقيرة.
  • فقدت الولايات المتحدة ١.٧٥ تريليون دولار بسبب نتائج المناخ السيئة منذ عام ١٩٨٠م. 
  • تعاني أستراليا من حرائق الغابات، بينما تعاني وسط أفريقيا من الفيضانات وتدمير النباتات بسبب حرارة الجو. 
  • سنحتاج إلى إنتاج غذاء أكثر بـ ٦٠-٧٠ ٪ من الموجود حاليًا لتغطية احتياجاتنا عام ٢٠٥٠م.
  • ستزيد مشكلة ضعف تغذية الأطفال في العالم بـ ٢٠٪ أكثر في عام ٢٠٥٠م من الوقت الحالي. 
  • يضر ازدياد بعض المواد الضارة في الجو مثل الزئبق والكبريت بصحة الإنسان. 
  • يؤذي ارتفاع درجة الحرارة الأشخاص خاصة المعرضين في أعمالهم لدرجات الحرارة العالية.
  • يضر تطاير بعض الأجزاء صغيرة الحجم التي قد تصل إلى ٢,٥ جزء من المليون بصحة الإنسان. 

كيف يساعد علم البيانات في تغير المناخ؟

  1. لاحظ العلماء أن تقليل كمية الأجزاء المتطايرة في الجو ينقذ ١٢٠٠٠ شخص تقريبًا كل سنة من بعض الأمراض.
  2. يستطيع العلماء توقع مستقبل المناخ كوقت ومكان حدوث موجات حارة أو جفاف أو حرائق واسعة من خلال بيانات من الأقمار الصناعية. 
  3. نستطيع التعرف على العوامل الفردية والمجتمعية التي قد تزيد قابلية الأشخاص للتعرض لمخاطر المناخ. 
  4. توقع صحة العاملين في مجال الأعمال في حالة تغير المناخ وبالتالي تقليل التكاليف التأمين الصحية والرعاية الصحية اللازمة للعاملين.
  5. تحويل كمية ضخمة من بيانات المناخ إلى تطبيقات ومعرفة علمية لتوفير حلول لتغير المناخ. 
  6. استخدام الذكاء الاصطناعي وتعلم الآلة في التنبؤ بالأحوال الجوية، ويصل حجم الاستثمار فيه حاليًا إلى ١٨٥ مليار دولار ومن المتوقع زيادته بنسبة ١٢٪ عام ٢٠٢٤م.
  7. التنبؤ بمخاطر الاحتباس الحراري من خلال آليات تعلم الآلة وإنترنت الأشياء.
  8. محاولة تخفيف ضرر الاحتباس الحراري عن طريق ثبوته عند زيادة ١,٥ درجة فقط وعدم وصوله إلى درجتين، مما يقلل من الإصابات بالإرهاق الحراري في أوقات التعرض للشمس لفترة طويلة مثل وقت الحج للمسلمين. 

المعلوماتية المناخية، ما هي؟

بدأت حاجة العلماء لسد الفجوة في علم المناخ باستخدام التكنولوجيا الحديثة، وخاصة تعلم الآلة والذكاء الاصطناعي فأُنتج من هذا المزيج ما يُعرف بالمعلوماتية المناخية. 

تتعدد مصادر البيانات للمعلوماتية المناخية مثل:

  1. ملاحظة عوامل الطقس مثل درجات الحرارة وسقوط الأمطار والرياح والسحب، وهي بيانات أولية لا يوجد بها أي تغيير،وتكمن أهميتها في إبراز المقارنات والاختلافات بين عدة مناطق في العالم. 
  2. تحويل البيانات الأولية إلى بيانات منظمة وتنقيتها ودراستها بشكل كامل. 
  3. بيانات من الأقمار الصناعية، وبدأ ذلك منذ عام ١٩٧٩م عن طريق بعض وكالات الفضاء التي أسستها أمريكا وأوروبا. 
  4. بيانات من أشخاص سابقين تواجدوا في القرن ال ١٧ وال ١٨، لكن بدأ ذلك رسميًا في القرن ال ١٩.
  5. إعادة تحليل البيانات القديمة المتوفرة ومقارنتها باستمرار مع البيانات الجديدة. 
  6. التفاعل مع بعض العوامل الفيزيائية التي تساعدنا على الحصول على بيانات، مثل تأثيرات المحيطات والبحار والجليد، وبتطبيق ذلك على نطاق عالمي وكذلك على نطاقات محلية.

ما هي تحديات المعلوماتية المناخية؟

  1. التغيرات المفاجئة وغير المتوقعة التي قد تحدث في أي وقت أو حدثت سابقًا، ويعمل العلماء حاليًا على محاولة إيجاد تفاسير لتلك الأحداث. 
  2. التناقض في البيانات بين المناطق المختلفة، لذلك يجب تصميم خوارزميات قوية للتأكد من دقة المعلومات والبيانات. 
  3. عدم القدرة على التحديد المبكر، بما يمكن التنبؤ به وما لا يمكن.

كيف نستطيع تطبيق المعلوماتية المناخية؟

  1. إنشاء معامل أبحاث تعمل على الربط بين مهندسي الذكاء الاصطناعي وعلماء المناخ.
  2. تخصيص موقع حكومي شامل لجميع البيانات التي يحتاجها العلماء.
  3. تطوير بيئة عمل يمكن من خلالها التنبؤ بما قد يحدث في المناخ مستقبلًا، وقد طبق العلماء تلك المساعي في الصحة والجينات وحقق نتائج جيدة. 
  4. تحديد مصادر المعلومات، وأيها يكون أفضل طبقًا للمنطقة التي يُدرس فيها المناخ. 
  5. التأكد من أن حجم البيانات يتناسب مع الحصول على نتائج دقيقة. 

يستطيع الإنسان استغلال كل الحلول المتاحة له لمواجهة التأثيرات الضارة الناتجة عن تغير المناخ ومن أهم هذه الحلول هي علوم البيانات. بدأ العلماء بدمج مجال علوم البيانات للمساعدة في تغير المناخ، ونتج عن ذلك المعلوماتية المناخية التي أصبحت مجال أساسي في الدول المتقدمة. ويبقى التحدي قائم أمام دول أفريقية لاستغلال هذه التطورات، والبدء في حل مشاكل المناخ التي تتكرر دائمًا.

المصادر

Harvard Business School
Appsilon
Simplilearn

تاريخ علم البيانات

هذه المقالة هي الجزء 1 من 17 في سلسلة مقدمة في علم البيانات وتطبيقاته

تعتبر البيانات بمثابة نفط القرن الواحد والعشرين، وأصبحت أهم ما يشغل تفكير العلماء والباحثين ورجال الأعمال في هذا القرن. ويدرس علم البيانات استكشاف الحلول والتنبؤات باستخدام علوم الكمبيوتر والإحصاء والرياضيات بالإضافة إلى خبرة في المجال الذي نعمل عليه.

مراحل تاريخ علم البيانات

قسّم العلماء تاريخ علم البيانات إلى ٦ مراحل:

المرحلة الأولى: بداية إدراك أهمية وقيمة البيانات

بدأ علم البيانات بنشر العالم «John Tukey – چون توكي» مقال باسم ( مستقبل تحليل البيانات) عام ١٩٦٢م. وأشار توكي في مقاله إلى العلاقة بين الإحصاء وتحليل البيانات. أتى بعد ذلك العالم «Peter Naur – بيتير نور» الذي نشر استبيانًا عن طرق الكمبيوتر في تحليل البيانات. استفاض نور في الحديث عن علم تحليل البيانات كمجال سريع بتطبيقات كثيرة في القرن الواحد والعشرين. 

المرحلة الثانية: ظهور أبحاث عن أهمية البيانات

نشر العالم چون توكي ثاني أعماله عن علم البيانات، وناقش قوة استخدام البيانات في مجالات أكثر. وتأسست في نفس العام «International Association of Statistical Computingالرابطة الدولية للحوسبة الإحصائية» كنقطة تواصل بين المهتمين بتحليل البيانات لنشر آخر ما توصلوا إليه.
أُقيمت أول ورشة عمل عن استكشاف البيانات عام ١٩٨٩ باسم « Knowledge Discovery in Databaseاستكشاف المعرفة من خلال البيانات»، وما زالت تنعقد بصفة دورية حتى الآن تحت اسم «Knowledge Discovery and Data Mining استكشاف المعرفة والتنقيب عن البيانات».

المرحلة الثالثة: الاهتمام بعلم البيانات

ارتبط تحليل البيانات بالتسويق والأعمال، ولكن لم تبدأ الشركات بتجميع البيانات بشكل ضخم إلا في عام ١٩٩٤م. فظهر مصطلح « Data Scienceعلم البيانات » عام ١٩٩٦م في كوبي باليابان بناءً على توصية من الاتحاد الدولي لجمعيات التصنيف. 

نشر عالم تحليل البيانات الأمريكي أسامة فياض بحث يتحدث عن تحديد البيانات وتجهيزها وتنقيتها قبل بدء العمل عليها. وأشار بعدها « Jacob Zahaviيعقوب زحافي » للاحتياج إلى أدوات جديدة في التعامل مع الكميات الضخمة للبيانات.

المرحلة الرابعة: ممارسة علم البيانات

طرأت تطورات عديدة مع بداية القرن الواحد والعشرين، وظهر واحد من أهم الشخصيات في علم البيانات وهو «ويليام كليفلاند-William Cleveland». كان لويليام الفضل في تجميع أعمال جون توكي وإعادة صياغتها بما يتناسب مع التطورات الجديدة. كما لفت الانتباه إلى طرق إحصائية جديدة ونشر عنها في دوريات علمية عالمية. أوصى ويليام بالبحث والتعمق في فروع عديدة لها علاقة بالبيانات مثل: حوسبة المعلومات وتقييم أدوات تحليل البيانات وفحص أنظمة البيانات. كما عمل على تطوير «برمجيات – software» كانت بمثابة بداية الطريق لاستخدام «الحوسبة السحابية-cloud computing».

المرحلة الخامسة: حقبة جديدة في علم البيانات

لم ينتشر مصطلح «عالم البيانات-Data Scientist» حتى جاء كلا من «جيف هامربروشير وديجي باتيل -Jeff Hammerbrocher and Dj Patil». كان مصطلح علم البيانات موجودًا ولكنه غير منتشر وانتشر على يديهما. وفي عام ٢٠١٣م، صرّحت شركة IBM أن البيانات الموجودة في العالم قد تضاعفت في العامين الماضيين (2011 و 2012). وبعدها لاحظت الشركات أهمية تحويل البيانات التي لديها لخطط ومشاريع للاستفادة منها.

المرحلة السادسة: اللحظة التي أصبح علم البيانات مطلوبًا

أقرّت شركات كبيرة بأهمية علم البيانات واعترفوا بفضله في تحقيق تطورات عظيمة. إذ قال مدير سابق في شركة ( Apple) أن زيادة المبيعات كانت بسبب البيانات الضخمة والتنقيب عن البيانات. كما قالت شركة أمازون أن مبيعاتها من الكتب ازدادت بفضل استخدام علم البيانات. 

استخدمت جوجل ومايكروسوفت التعلم العميق لتمييز الصوت والكلمات منذ عام ٢٠١٥م. وبدأ استخدام الشركات  للذكاء الاصطناعي. وشرعت الشركات في تجميع كل أنواع البيانات لاستخدامها فيما بعد.

حتى ذلك الحين، لم يبدأ علم البيانات بشكل قوي. ولكنه أصبح يحتل مكانة مرموقة في العمل عندما أدركت الشركات أهميته، واستُخدم في مجالات عديدة وأثبت جدارته في العمل.

تتقدم العلوم عن طريق علماء يبدأون ببذرة قد لا يراها أحد أو ربما يلاحظها قلة من البشر. ولكن مع تطور الحياة، نصبح بحاجة إلى اختراعات أكثر وعلم أقدر على تيسير أساليب الحياة. ثم تُوضع قواعد وأساسيات العلوم وتتطور كل يوم إلى أن ينجز العلم ما نحتاج إليه في حياتنا.

المصادر:

XALTIUS
DATAVERSITY

Exit mobile version